(57)【要約】  ＥＶ運転モードにおいて、動力循環による損失を防止でき、駆動効率を高めることができる動力装置を提供する。動力装置１では、互いの間での動力の伝達中に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において、順に並ぶように構成された動力伝達機構ＰＳ１，ＰＳ２の第１〜第４要素Ｒ１、Ｃ１，Ｓ２、Ｓ１，Ｃ２、Ｒ２が、第１回転機１１、原動機３、被駆動部ＤＷ，ＤＷおよび第２回転機２１にそれぞれ連結されている。また、ＥＶ運転モード中、両回転機１１、２１の一方から出力された動力の一部が他方で電力に変換された状態で前記一方に入力されることにより再び動力として当該一方から出力される動力循環が発生しないように、第１および第２回転機１１、２１の動作が制御される。
2011013589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動部を駆動するための動力装置であって、
動力を出力するための第１出力部を有する原動機と、
第２出力部を有する第１回転機と、
互いの間で動力を伝達可能で、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において、順に並ぶように構成された第１要素、第２要素および第３要素を有する動力伝達機構と、
回転磁界を発生させるための不動のステータと、磁石で構成され、前記ステータに対向するように設けられた第１ロータと、軟磁性体で構成され、前記ステータと前記第１ロータの間に設けられた第２ロータとを有し、前記ステータ、前記第１および第２ロータの間で、前記回転磁界の発生に伴って電力と動力を入出力するとともに、前記回転磁界、前記第２および第１ロータが、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、当該回転数の関係を示す共線図において、順に並ぶように構成された第２回転機と、
前記第１および第２回転機の動作を制御するための制御装置と、を備え、
前記第２要素および前記第１ロータならびに前記第１要素および前記第２ロータの一方は、前記第１出力部に連結され、前記第２要素および前記第１ロータならびに前記第１要素および前記第２ロータの他方は、前記被駆動部に連結されるとともに、前記第３要素は、前記第２出力部に連結されており、
前記第１回転機および前記ステータは、互いに電力を授受可能に構成されており、
前記制御装置は、前記原動機の停止中に前記第１および第２回転機の動作を制御することにより前記被駆動部を駆動するＥＶ運転モード中、前記第１および第２回転機の一方から出力された動力の一部が前記第１および第２回転機の他方で電力に変換された状態で前記第１および第２回転機の前記一方に入力されることにより再び動力として当該一方から出力される動力循環が発生しないように、前記第１および第２回転機の動作を制御することを特徴とする動力装置。
【請求項２】
前記第２要素および前記第１ロータは、前記第１出力部に連結されるとともに、前記第１要素および前記第２ロータは、前記被駆動部に連結されており、
前記制御装置は、前記ＥＶ運転モード中、前記第２要素および前記第１ロータの回転数がそれぞれ前記第１要素および前記第２ロータの回転数以下になるように、前記第１および第２回転機の動作を制御することを特徴とする、請求項１に記載の動力装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記ＥＶ運転モード中、前記第２出力部の回転数が値０よりも高くなるように、前記第１および第２回転機の動作を制御することを特徴とする、請求項２に記載の動力装置。
【請求項４】
前記第１要素および前記第２ロータは、前記第１出力部に連結されるとともに、前記第２要素および前記第１ロータは、前記被駆動部に連結されており、
前記制御装置は、前記ＥＶ運転モード中、前記第１要素および前記第２ロータの回転数がそれぞれ前記第２要素および前記第１ロータの回転数以下になるように、前記第１および第２回転機の動作を制御することを特徴とする、請求項１に記載の動力装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記ＥＶ運転モード中、前記回転磁界の回転数が値０よりも高くなるように、前記第１および第２回転機の動作を制御することを特徴とする、請求項４に記載の動力装置。
【請求項６】
前記磁石により、周方向に並んだ所定の複数の磁石磁極が構成されるとともに、当該複数の磁石磁極が、隣り合う各２つの前記磁石磁極が互いに異なる極性を有するように配置されることによって、磁極列が構成されており、
前記第１ロータは、前記周方向に回転自在に構成されており、
前記ステータは、所定の複数の電機子磁極を発生させることにより、前記周方向に回転する前記回転磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有しており、
前記軟磁性体は、互いに間隔を隔てて前記周方向に並んだ所定の複数の軟磁性体から成り、当該複数の軟磁性体で構成された軟磁性体列が、前記磁極列と前記電機子列の間に配置されており、
前記第２ロータは、前記周方向に回転自在に構成されており、
前記電機子磁極の数と前記磁石磁極の数と前記軟磁性体の数との比は、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の動力装置。
【請求項７】
被駆動部を駆動するための動力装置であって、
動力を出力するための出力部を有する原動機と、
第１ロータを有する第１回転機と、
第２ロータを有する第２回転機と、
前記第１および第２回転機の動作を制御するための制御装置と、
互いの間で動力を伝達可能で、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において、順に並ぶように構成された、少なくとも第１要素、第２要素、第３要素および第４要素を有する動力伝達機構と、を備え、
前記第１〜第４要素は、前記第１ロータ、前記出力部、前記被駆動部、および前記第２ロータにそれぞれ連結されており、
前記第１および第２回転機は、互いに電力を授受可能に構成されており、
前記制御装置は、前記原動機の停止中に前記第１および第２回転機の動作を制御することにより前記被駆動部を駆動するＥＶ運転モード中、前記第１および第２回転機の一方から出力された動力の一部が前記第１および第２回転機の他方で電力に変換された状態で前記一方に入力されることにより再び動力として当該一方から出力される動力循環が発生しないように、前記第１および第２回転機の動作を制御することを特徴とする動力装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記ＥＶ運転モード中、前記第２要素の回転数が前記第３要素の回転数以下になるように、前記第１および第２回転機の動作を制御することを特徴とする、請求項７に記載の動力装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記ＥＶ運転モード中、前記第１ロータの回転数が値０よりも高くなるように、前記第１および第２回転機の動作を制御することを特徴とする、請求項８に記載の動力装置。
【請求項１０】
被駆動部を駆動するための動力装置であって、
動力を出力するための出力部を有する原動機と、
第１回転磁界を発生させるための不動の第１ステータと、第１磁石で構成され、前記第１ステータに対向するように設けられた第１ロータと、第１軟磁性体で構成され、前記第１ステータと前記第１ロータの間に設けられた第２ロータとを有し、前記第１ステータ、前記第１および第２ロータの間で、前記第１回転磁界の発生に伴って電力と動力を入出力するとともに、前記第１回転磁界、前記第２および第１ロータが、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、当該回転数の関係を示す共線図において、順に並ぶように構成された第１回転機と、
第２回転磁界を発生させるための不動の第２ステータと、第２磁石で構成され、前記第２ステータに対向するように設けられた第３ロータと、第２軟磁性体で構成され、前記第２ステータと前記第３ロータの間に設けられた第４ロータとを有し、前記第２ステータ、前記第３および第４ロータの間で、前記第２回転磁界の発生に伴って電力と動力を入出力するとともに、前記第２回転磁界、前記第４および第３ロータが、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、当該回転数の関係を示す共線図において、順に並ぶように構成された第２回転機と、
前記第１および第２回転機の動作を制御するための制御装置と、を備え、
前記第２および第３ロータは、前記出力部に連結されるとともに、前記第１および第４ロータは、前記被駆動部に連結されており、
前記第１および第２ステータは、互いに電力を授受可能に構成されており、
前記制御装置は、前記原動機の停止中に前記第１および第２回転機の動作を制御することにより前記被駆動部を駆動するＥＶ運転モード中、前記第１および第２回転機の一方から出力された動力の一部が前記第１および第２回転機の他方で電力に変換された状態で前記一方に入力されることにより再び動力として当該一方から出力される動力循環が発生しないように、前記第１および第２回転機の動作を制御することを特徴とする動力装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記ＥＶ運転モード中、前記第２および第３ロータの回転数がそれぞれ前記第１および第４ロータの回転数以下になるように、前記第１および第２回転機の動作を制御することを特徴とする、請求項１０に記載の動力装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記ＥＶ運転モード中、前記第１回転磁界の回転数が値０よりも高くなるように、前記第１および第２回転機の動作を制御することを特徴とする、請求項１１に記載の動力装置。
【請求項１３】
前記第１磁石により、第１周方向に並んだ所定の複数の第１磁石磁極が構成されるとともに、当該複数の第１磁石磁極が、隣り合う各２つの前記第１磁石磁極が互いに異なる極性を有するように配置されることによって、第１磁極列が構成されており、
前記第１ロータは、前記第１周方向に回転自在に構成されており、
前記第１ステータは、所定の複数の第１電機子磁極を発生させることにより、前記第１周方向に回転する前記第１回転磁界を前記第１磁極列との間に発生させる第１電機子列を有しており、
前記第１軟磁性体は、互いに間隔を隔てて前記第１周方向に並んだ所定の複数の第１軟磁性体から成り、当該複数の第１軟磁性体で構成された第１軟磁性体列が、前記第１磁極列と前記第１電機子列の間に配置されており、
前記第２ロータは、前記第１周方向に回転自在に構成されており、
前記第１電機子磁極の数と前記第１磁石磁極の数と前記第１軟磁性体の数との比は、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されており、
前記第２磁石により、第２周方向に並んだ所定の複数の第２磁石磁極が構成されるとともに、当該複数の第２磁石磁極が、隣り合う各２つの前記第２磁石磁極が互いに異なる極性を有するように配置されることによって、第２磁極列が構成されており、
前記第３ロータは、前記第２周方向に回転自在に構成されており、
前記第２ステータは、所定の複数の第２電機子磁極を発生させることにより、前記第２周方向に回転する前記第２回転磁界を前記第２磁極列との間に発生させる第２電機子列を有しており、
前記第２軟磁性体は、互いに間隔を隔てて前記第２周方向に並んだ所定の複数の第２軟磁性体から成り、当該複数の第２軟磁性体で構成された第２軟磁性体列が、前記第２磁極列と前記第２電機子列の間に配置されており、
前記第４ロータは、前記第２周方向に回転自在に構成されており、
前記第２電機子磁極の数と前記第２磁石磁極の数と前記第２軟磁性体の数との比は、１：ｎ：（１＋ｎ）／２（ｎ≠１．０）に設定されていることを特徴とする、請求項１０ないし１２のいずれかに記載の動力装置。
【請求項１４】
被駆動部を駆動するための動力装置であって、
動力を出力するための出力部を有する原動機と、
第１回転磁界を発生させるための不動の第１回転磁界発生手段と、第２回転磁界を発生させるための不動の第２回転磁界発生手段と、回転自在の第１要素と、回転自在の第２要素とを有し、前記第１回転磁界発生手段、前記第１要素、前記第２要素および前記第２回転磁界発生手段の間で、前記第１および第２回転磁界の発生に伴って電力と動力を入出力するとともに、前記第１回転磁界、前記第１要素、前記第２要素および前記第２回転磁界が、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、当該回転数の関係を示す共線図において、順に並ぶように構成された電力動力入出力装置と、
当該電力動力入出力装置の動作を制御するための制御装置と、を備え、
前記第１および第２要素は、前記出力部および前記被駆動部にそれぞれ連結されており、
前記第１および第２回転磁界発生手段は、互いに電力を授受可能に構成されており、
前記制御装置は、前記原動機の停止中に前記電力動力入出力装置の動作を制御することによって前記被駆動部を駆動するＥＶ運転モード中、前記第１および第２回転磁界発生手段の一方への電力の入力により出力された動力の一部が前記第１および第２回転磁界発生手段の他方で電力に変換された状態で前記一方に入力されることにより再び動力として出力される動力循環が発生しないように、前記電力動力入出力装置の動作を制御することを特徴とする動力装置。
【請求項１５】
前記制御装置は、前記ＥＶ運転モード中、前記第１要素の回転数が前記第２要素の回転数以下になるように、前記電力動力入出力装置の動作を制御することを特徴とする、請求項１４に記載の動力装置。
【請求項１６】
前記制御装置は、前記ＥＶ運転モード中、前記第１回転磁界の回転数が値０よりも高くなるように、前記電力動力入出力装置の動作を制御することを特徴とする、請求項１５に記載の動力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動部を駆動するための動力装置に関し、特に、互いに異なる複数の動力源を備える動力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この動力装置は、車両に適用されたものであり、動力源としての内燃機関、第１および第２回転機と、動力を車両の駆動輪に伝達するためのラビニョウタイプの遊星歯車装置を備えている。この遊星歯車装置は、第１サンギヤ、リングギヤ、キャリアおよび第２サンギヤを有している。これらの第１サンギヤ、リングギヤ、キャリアおよび第２サンギヤは、それぞれの回転数が互いに共線関係にあり、回転数の関係を示す共線図において、それぞれの回転数を表す直線が順に並ぶ。また、第１サンギヤ、リングギヤ、キャリアおよび第２サンギヤは、第１回転機、内燃機関、駆動輪および第２回転機にそれぞれ連結されており、内燃機関とリングギヤの間には、クラッチが設けられている。さらに、第１および第２回転機にはそれぞれ、その動作を制御するための電気回路が接続されている。【０００３】
以上の構成の従来の動力装置では、ＥＶ発進モードによって、第１および第２回転機のみを動力源として、駆動輪が次のように駆動される。すなわち、クラッチにより内燃機関とリングギヤの間を遮断する。その状態で、第１回転機への電力の入力により、第１回転機から動力を出力させ、第１回転機を第１サンギヤとともに正転させる。それに伴い、第１回転機の動力の一部が、遊星歯車装置を介して第２回転機に伝達され、第２回転機が逆転する。また、そのように第２回転機に伝達された動力を用いて、第２回転機で発電が行われ、それに伴って、制動トルクが第２サンギヤに作用する。第１サンギヤに伝達された第１回転機のトルクは、この制動トルクを反力として、キャリアを介して駆動輪に伝達され、その結果、駆動輪が駆動され、正転する。この従来の動力装置では、ＥＶ発進モード中、上記のように第１および第２回転機をそれぞれ正転および逆転させることによって、前述した電気回路のうちの特定の回路にのみ電流が流れることによる過熱を防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２３９９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した従来の動力装置において、第２回転機で発電した電力を第１回転機に入力した場合には、駆動輪への動力の伝達の際、次のような動力循環が発生する。すなわち、第１回転機から出力された動力の一部は、遊星歯車装置を介して第２回転機に伝達され、第２回転機で電力に変換された状態で第１回転機に入力され、再び動力として第１回転機から出力された後、駆動輪に伝達される。このような動力循環が発生すると、動力の一部が遊星歯車装置を介して第２回転機に伝達される際の損失、第２回転機で電力に変換される際の損失、変換された電力が第１回転機に入力される際の損失、および、再び動力として第１回転機から出力される際の損失が発生する。このように、動力循環によって損失が増大する結果、駆動輪を駆動する際の駆動効率が低下してしまう。【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、ＥＶ運転モードにおいて、動力循環による損失を防止でき、被駆動部を駆動する際の駆動効率を高めることができる動力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、被駆動部（実施形態における（以下、本項において同じ）駆動輪ＤＷ，ＤＷ）を駆動するための動力装置９１、１１１であって、動力を出力するための第１出力部（クランク軸３ａ）を有する原動機（エンジン３）と、第２出力部（第１ロータ１３、第２ロータ２３）を有する第１回転機１１（第２回転機２１）と、互いの間で動力を伝達可能で、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において、順に並ぶように構成された第１要素（第１サンギヤＳ１、第２サンギヤＳ２）、第２要素（第１キャリアＣ１、第２キャリアＣ２）および第３要素（第１リングギヤＲ１、第２リングギヤＲ２）を有する動力伝達機構（第１遊星歯車装置ＰＳ１、第２遊星歯車装置ＰＳ２）と、回転磁界を発生させるための不動のステータ（第２ステータ７３、第１ステータ６３）と、磁石（永久磁石７４ａ、永久磁石６４ａ）で構成され、ステータに対向するように設けられた第１ロータ６４（第３ロータ７４）と、軟磁性体（コア７５ａ、コア６５ａ）で構成され、ステータと第１ロータ６４の間に設けられた第２ロータ６５（第４ロータ７５）とを有し、ステータ、第１および第２ロータ６４，６５の間で、回転磁界の発生に伴って電力と動力を入出力するとともに、回転磁界、第２および第１ロータ６５，６４が、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、当該回転数の関係を示す共線図において、順に並ぶように構成された第２回転機７１（第１回転機６１）と、第１および第２回転機１１，７１の動作を制御するための制御装置（ＥＣＵ２、第１ＰＤＵ３１、第２ＰＤＵ３２、ＶＣＵ３３）と、を備え、第２要素および第１ロータ６４ならびに第１要素および第２ロータ６５の一方は、第１出力部に連結され、第２要素および第１ロータ６４ならびに第１要素および第２ロータ６５の他方は、被駆動部に連結されるとともに、第３要素は、第２出力部に連結されており、第１回転機１１およびステータは、互いに電力を授受可能に構成されており、制御装置は、原動機の停止中に第１および第２回転機１１，７１の動作を制御することにより被駆動部を駆動するＥＶ運転モード中、第１および第２回転機１１，７１の一方から出力された動力の一部が第１および第２回転機１１，７１の他方で電力に変換された状態で第１および第２回転機１１，７１の一方に入力されることにより再び動力として当該一方から出力される動力循環が発生しないように、第１および第２回転機１１，７１の動作を制御する（図３１、図３６）ことを特徴とする。【０００８】
この動力装置によれば、動力伝達機構では、第１〜第３要素が、互いの間で動力を伝達可能で、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、当該回転数の関係を示す共線図において順に並ぶ。また、第２回転機では、ステータで回転磁界が発生するのに伴い、ステータ、第１および第２ロータの間で、電力と動力が入出力されるとともに、回転磁界、第２および第１ロータが、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶ。【０００９】
さらに、第２要素および第１ロータならびに第１要素および第２ロータの一方が原動機の第１出力部に、第２要素および第１ロータならびに第１要素および第２ロータの他方が被駆動部に、第３要素が第１回転機の第２出力部に、それぞれ連結されるとともに、第１回転機およびステータが互いに電力を授受可能に構成されている。また、第１および第２回転機の動作が、制御装置によって制御される。以上の構成により、原動機や、第１回転機、第２回転機の動力によって、被駆動部を駆動することができる。【００１０】
また、ＥＶ運転モードによって、原動機の停止中に第１および第２回転機の動作を制御することにより被駆動部が駆動されるとともに、このＥＶ運転モード中、第１および第２回転機の一方から出力された動力の一部が第１および第２回転機の他方で電力に変換された状態で第１および第２回転機の一方に入力されることにより再び動力として当該一方から出力される動力循環が発生しないように、第１および第２回転機の動作が制御される。したがって、ＥＶ運転モードにおいて、動力循環による損失を防止でき、被駆動部を駆動する際の駆動効率を高めることができる。なお、本明細書および特許請求の範囲における「連結」には、シャフトや、ギヤ、プーリ、チェーンなどを介して各種の要素を連結することに加え、ギヤなどの変速機構を介さずに各要素をシャフトなどで直接的に連結（直結）することも含まれる。【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の動力装置９１において、第２要素（第１キャリアＣ１）および第１ロータ（第３ロータ７４）は、第１出力部に連結されるとともに、第１要素（第１サンギヤＳ１）および第２ロータ（第４ロータ７５）は、被駆動部に連結されており、制御装置は、ＥＶ運転モード中、第２要素および第１ロータの回転数がそれぞれ第１要素および第２ロータの回転数以下になるように、第１および第２回転機１１，７１の動作を制御する（図３１）ことを特徴とする。【００１２】
原動機の停止中に第１および第２回転機により被駆動部を駆動するＥＶ運転モード中、原動機の第１出力部の回転数が高く、すなわち、第１および第２回転機から第１出力部に無駄に伝達される動力が大きいほど、被駆動部を駆動する際の駆動効率が低下してしまう。【００１３】
上述した構成によれば、第１出力部に連結された第２要素および第１ロータの回転数がそれぞれ、被駆動部に連結された第１要素および第２ロータの回転数以下になるように、第１および第２回転機の動作が制御される。これにより、第１出力部の回転数を比較的低い状態に保持できるので、第１および第２回転機から第１出力部に動力が無駄に伝達されるのを抑制でき、駆動効率をさらに高めることができる。【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の動力装置９１において、制御装置は、ＥＶ運転モード中、第２出力部（第１ロータ１３）の回転数（第１回転機回転数ＮＭ１）が値０よりも高くなるように、第１および第２回転機１１，７１の動作を制御する（図３１）ことを特徴とする。【００１５】
前述したように、第２回転機では、回転磁界、第２および第１ロータは、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶ。また、第１〜第３要素は、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように、構成されている。さらに、上述した構成によれば、第３要素が第１回転機の第２出力部に、第２要素および第１ロータが原動機の第１出力部に、第１要素および第２ロータが被駆動部に、それぞれ連結されている。【００１６】
以上の構成から、ＥＶ運転モード中、前述した動力循環を発生させない状態で、かつ、請求項２の作用で述べたように第１出力部への無駄な動力の伝達を抑制するために第１出力部に連結された第２要素および第１ロータの回転数を低くなるように制御するには、第３要素が連結された第２出力部の回転数を値０になるように制御するのが好ましい。【００１７】
しかし、例えば、第１回転機として、回転磁界を発生させるための複数相のコイルを有する回転機を用いるとともに、第１回転機に、スイッチング素子を有するインバータなどの電気回路から電力を入力する場合において、その第２出力部の回転数を上記のように値０になるように制御したときには、次のような不具合が発生するおそれがある。すなわち、この場合、第１回転機の特定相のコイルにのみ電流が流れるとともに、この特定相のコイルに対応するスイッチング素子のみがＯＮ状態になり、その結果、このコイルおよびスイッチング素子が過熱するおそれがある。このようなコイルおよびスイッチング素子の過熱を抑えるために、第１回転機に入力される電流の最大値を小さくした場合には、第１回転機の出力トルクが小さくなってしまう。【００１８】
本発明の前述した構成によれば、ＥＶ運転モード中、第２出力部の回転数が値０よりも高くなるように、第１および第２回転機の動作が制御されるので、上述した第１回転機および電気回路の過熱を防止できるとともに、十分に大きな第１回転機の出力トルクを確保することができる。【００１９】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の動力装置１１１において、第１要素（第２サンギヤＳ２）および第２ロータ６５は、第１出力部に連結されるとともに、第２要素（第２キャリアＣ２）および第１ロータ６４は、被駆動部に連結されており、制御装置は、ＥＶ運転モード中、第１要素および第２ロータ６５の回転数がそれぞれ第２要素および第１ロータ６４の回転数以下になるように、第１および第２回転機（第２および第１回転機２１，６１）の動作を制御する（図３６）ことを特徴とする。【００２０】
原動機の停止中に第１および第２回転機により被駆動部を駆動するＥＶ運転モード中、原動機の第１出力部の回転数が高く、すなわち、第１および第２回転機から第１出力部に無駄に伝達される動力が大きいほど、被駆動部を駆動する際の駆動効率が低下してしまう。【００２１】
上述した構成によれば、第１出力部に連結された第１要素および第２ロータの回転数がそれぞれ、被駆動部に連結された第２要素および第１ロータの回転数以下になるように、第１および第２回転機の動作が制御される。これにより、第１出力部の回転数を比較的低い状態に保持できるので、第１および第２回転機から第１出力部に動力が無駄に伝達されるのを抑制でき、駆動効率をさらに高めることができる。【００２２】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の動力装置１１１において、制御装置は、ＥＶ運転モード中、回転磁界の回転数（第１磁界回転数ＮＭＦ１）が値０よりも高くなるように、第１および第２回転機の動作を制御する（図３６）ことを特徴とする。【００２３】
前述したように、第２回転機では、回転磁界、第２および第１ロータは、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶ。また、第１〜第３要素は、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように、構成されている。さらに、上述した構成によれば、第１要素および第２ロータが原動機の第１出力部に、第２要素および第１ロータが被駆動部に、第３要素が第１回転機の第２出力部に、それぞれ連結されている。【００２４】
以上の構成から、ＥＶ運転モード中、前述した動力循環を発生させない状態で、かつ、請求項４の作用で述べたように第１出力部への無駄な動力の伝達を抑制するために第１出力部に連結された第１要素および第２ロータの回転数を低くなるように制御するには、回転磁界の回転数を値０になるように制御するのが好ましい。【００２５】
しかし、例えば、第２回転機のステータを、回転磁界を発生させるための複数相のコイルなどで構成するとともに、ステータに、スイッチング素子を有するインバータなどの電気回路から電力を入力する場合において、回転磁界の回転数を上記のように値０になるように制御したときには、次のような不具合が発生するおそれがある。すなわち、この場合、ステータの特定相のコイルにのみ電流が流れるとともに、この特定相のコイルに対応するスイッチング素子のみがＯＮ状態になり、その結果、このコイルおよびスイッチング素子が過熱するおそれがある。このようなコイルおよびスイッチング素子の過熱を抑えるために、ステータに入力される電流の最大値を小さくした場合には、第２回転機の出力トルクが小さくなってしまう。【００２６】
本発明の前述した構成によれば、ＥＶ運転モード中、回転磁界の回転数が値０よりも高くなるように、第１および第２回転機の動作が制御されるので、上述した第２回転機および電気回路の過熱を防止できるとともに、十分に大きな第２回転機の出力トルクを確保することができる。【００２７】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の動力装置９１、１１１において、磁石により、周方向に並んだ所定の複数の磁石磁極が構成されるとともに、複数の磁石磁極が、隣り合う各２つの磁石磁極が互いに異なる極性を有するように配置されることによって、磁極列が構成されており、第１ロータ６４は、周方向に回転自在に構成されており、ステータは、所定の複数の電機子磁極を発生させることにより、周方向に回転する回転磁界を磁極列との間に発生させる電機子列（鉄芯７３ａ、Ｕ相〜Ｗ相のコイル７３ｂ、鉄芯６３ａ、Ｕ相〜Ｗ相のコイル６３ｃ〜６３ｅ）を有しており、軟磁性体は、互いに間隔を隔てて周方向に並んだ所定の複数の軟磁性体から成り、複数の軟磁性体で構成された軟磁性体列が、磁極列と電機子列の間に配置されており、第２ロータ６５は、周方向に回転自在に構成されており、電機子磁極の数と磁石磁極の数と軟磁性体の数との比は、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されていることを特徴とする。【００２８】
この構成によれば、第２回転機では、後述する理由により、電機子磁極の数と磁石磁極の数と軟磁性体の数との比を、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）という条件を満たす範囲内で任意に設定することによって、回転磁界、第１および第２ロータの間における回転数の共線関係を任意に設定することができる。したがって、第２回転機の設計の自由度を高めることができる。【００２９】
また、請求項５の作用で述べたように、ＥＶ運転モード中、前述した動力循環を発生させず、かつ、第１出力部への無駄な動力の伝達を抑制するためには、前述したように第１および第２ロータが被駆動部および第１出力部にそれぞれ連結されていることから、回転磁界、第１および第２ロータの間の回転数の関係を表す共線図における第２ロータの回転数を表す直線と、回転磁界の回転数を表す直線との間の距離を小さく設定するのが好ましい。本発明によれば、上述したように第２回転機における回転磁界、第１および第２ロータの間の回転数の共線関係を任意に設定できるので、上記のような好ましい設定を容易に行うことが可能であり、それにより、前述した請求項４および５による効果を有効に得ることができる。【００３０】
前記目的を達成するために、請求項７に係る発明は、被駆動部（実施形態における（以下、本項において同じ）駆動輪ＤＷ，ＤＷ）を駆動するための動力装置１であって、動力を出力するための出力部（クランク軸３ａ）を有する原動機（エンジン３）と、第１ロータ１３を有する第１回転機１１と、第２ロータ２３を有する第２回転機２１と、第１および第２回転機１１，２１の動作を制御するための制御装置（ＥＣＵ２、第１ＰＤＵ３１、第２ＰＤＵ３２、ＶＣＵ３３）と、互いの間で動力を伝達可能で、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において、順に並ぶように構成された、少なくとも第１要素（第１リングギヤＲ１）、第２要素（第１キャリアＣ１、第２サンギヤＳ２）、第３要素（第１サンギヤＳ１、第２キャリアＣ２）および第４要素（第２リングギヤＲ２）を有する動力伝達機構（第１遊星歯車装置ＰＳ１、第２遊星歯車装置ＰＳ２）と、を備え、第１〜第４要素は、第１ロータ１３、出力部、被駆動部、および第２ロータ２３にそれぞれ連結されており、第１および第２回転機１１，２１は、互いに電力を授受可能に構成されており、制御装置は、原動機の停止中に第１および第２回転機１１，２１の動作を制御することにより被駆動部を駆動するＥＶ運転モード中、第１および第２回転機１１，２１の一方から出力された動力の一部が第１および第２回転機１１，２１の他方で電力に変換された状態で前記一方に入力されることにより再び動力として当該一方から出力される動力循環が発生しないように、第１および第２回転機１１，２１の動作を制御する（図５）ことを特徴とする。【００３１】
この構成によれば、動力伝達機構では、第１〜第４要素が、互いの間で動力を伝達可能で、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、当該回転数の関係を示す共線図において順に並ぶ。また、これらの第１〜第４要素は、第１回転機の第１ロータ、原動機の出力部、被駆動部、および第２回転機の第２ロータにそれぞれ連結されており、第１および第２回転機が互いに電力を授受可能に構成されている。さらに、第１および第２回転機の動作が、制御装置によって制御される。以上の構成により、原動機や、第１回転機、第２回転機の動力によって、被駆動部を駆動することができる。【００３２】
また、ＥＶ運転モードによって、原動機の停止中に第１および第２回転機の動作を制御することにより被駆動部が駆動されるとともに、このＥＶ運転モード中、第１および第２回転機の一方から出力された動力の一部が第１および第２回転機の他方で電力に変換された状態で一方に入力されることにより再び動力として一方から出力される動力循環が発生しないように、第１および第２回転機の動作が制御される。したがって、ＥＶ運転モードにおいて、動力循環による損失を防止でき、被駆動部を駆動する際の駆動効率を高めることができる。【００３３】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の動力装置１において、制御装置は、ＥＶ運転モード中、第２要素の回転数が第３要素の回転数以下になるように、第１および第２回転機１１，２１の動作を制御する（図５）ことを特徴とする。【００３４】
前述したように、第１〜第４要素が、第１ロータ、原動機の出力部、被駆動部および第２ロータにそれぞれ連結されているため、原動機の停止中に第１および第２回転機により被駆動部を駆動するＥＶ運転モード中、第１および第２回転機の動力は、被駆動部に加え、出力部にも伝達される。このため、ＥＶ運転モード中、第１および第２回転機からの動力の伝達により原動機の出力部の回転数が高く、すなわち、出力部に無駄に伝達される動力が大きいほど、被駆動部を駆動する際の駆動効率が低下してしまう。【００３５】
上述した構成によれば、ＥＶ運転モード中、出力部に連結された第２要素の回転数が、被駆動部に連結された第３要素の回転数以下になるように、第１および第２回転機の動作が制御される。これにより、出力部の回転数を比較的低い状態に保持できるので、第１および第２回転機から出力部に動力が無駄に伝達されるのを抑制でき、駆動効率をさらに高めることができる。【００３６】
請求項９に係る発明は、請求項８に記載の動力装置１において、制御装置は、ＥＶ運転モード中、第１ロータ１３の回転数（第１回転機回転数ＮＭ１）が値０よりも高くなるように、第１および第２回転機１１，２１の動作を制御する（図５）ことを特徴とする。【００３７】
前述したように、第１〜第４要素は、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において、順に並ぶように構成されている。また、第１〜第４要素が、第１ロータ、原動機の出力部、被駆動部、および第２ロータにそれぞれ連結されている。【００３８】
以上の構成から、ＥＶ運転モード中、前述した動力循環を発生させない状態で、かつ、請求項８の作用で述べたように出力部への無駄な動力の伝達を抑制するために出力部に連結された第２要素の回転数を低くなるように制御するには、第１要素が連結された第１ロータの回転数を値０になるように制御するのが好ましい。【００３９】
しかし、例えば、第１回転機として、第１回転磁界を発生させるための複数相のコイルを有する回転機を用いるとともに、第１回転機に、スイッチング素子を有するインバータなどの電気回路から電力を入力する場合において、その第１ロータの回転数を上記のように値０になるように制御したときには、次のような不具合が発生するおそれがある。すなわち、この場合、第１回転機の特定相のコイルにのみ電流が流れるとともに、この特定相のコイルに対応するスイッチング素子のみがＯＮ状態になり、その結果、このコイルおよびスイッチング素子が過熱するおそれがある。このようなコイルおよびスイッチング素子の過熱を抑えるために、第１回転機に入力される電流の最大値を小さくした場合には、第１回転機の出力トルクが小さくなってしまう。【００４０】
本発明の前述した構成によれば、ＥＶ運転モード中、第１ロータの回転数が値０よりも高くなるように、第１および第２回転機の動作が制御されるので、上述した第１回転機および電気回路の過熱を防止できるとともに、十分に大きな第１回転機の出力トルクを確保することができる。【００４１】
前記目的を達成するため、請求項１０に係る発明は、被駆動部（実施形態における（以下、本項において同じ）駆動輪ＤＷ，ＤＷ）を駆動するための動力装置５１であって、動力を出力するための出力部（クランク軸３ａ）を有する原動機（エンジン３）と、第１回転磁界を発生させるための不動の第１ステータ６３と、第１磁石（永久磁石６４ａ）で構成され、第１ステータ６３に対向するように設けられた第１ロータ６４と、第１軟磁性体（コア６５ａ）で構成され、第１ステータ６３と第１ロータ６４の間に設けられた第２ロータ６５とを有し、第１ステータ６３、第１および第２ロータ６４，６５の間で、第１回転磁界の発生に伴って電力と動力を入出力するとともに、第１回転磁界、第２および第１ロータ６５，６４が、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、当該回転数の関係を示す共線図において、順に並ぶように構成された第１回転機６１と、第２回転磁界を発生させるための不動の第２ステータ７３と、第２磁石（永久磁石７４ａ）で構成され、第２ステータ７３に対向するように設けられた第３ロータ７４と、第２軟磁性体（コア７５ａ）で構成され、第２ステータ７３と第３ロータ７４の間に設けられた第４ロータ７５とを有し、第２ステータ７３、第３および第４ロータ７４，７５の間で、第２回転磁界の発生に伴って電力と動力を入出力するとともに、第２回転磁界、第４および第３ロータ７５，７４が、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、当該回転数の関係を示す共線図において、順に並ぶように構成された第２回転機７１と、第１および第２回転機６１，７１の動作を制御するための制御装置（ＥＣＵ２、第１ＰＤＵ３１、第２ＰＤＵ３２、ＶＣＵ３３）と、を備え、第２および第３ロータ６５，７４は、出力部に連結されるとともに、第１および第４ロータ６４，７５は、被駆動部に連結されており、第１および第２ステータ６３，７３は、互いに電力を授受可能に構成されており、制御装置は、原動機の停止中に第１および第２回転機６１，７１の動作を制御することにより被駆動部を駆動するＥＶ運転モード中、第１および第２回転機６１，７１の一方から出力された動力の一部が第１および第２回転機６１，７１の他方で電力に変換された状態で前記一方に入力されることにより再び動力として当該一方から出力される動力循環が発生しないように、第１および第２回転機６１，７１の動作を制御する（図２６）ことを特徴とする。【００４２】
この動力装置によれば、第１回転機では、第１ステータで第１回転磁界が発生するのに伴い、第１ステータ、第１および第２ロータの間で、電力と動力が入出力されるとともに、第１回転磁界、第２および第１ロータが、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶ。また、第２回転機では、第２ステータで第２回転磁界が発生するのに伴い、第２ステータ、第３および第４ロータの間で、電力と動力が入出力されるとともに、第２回転磁界、第４および第３ロータが、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶ。【００４３】
さらに、第２および第３ロータが原動機の出力部に、第１および第４ロータが被駆動部に、それぞれ連結されるとともに、第１および第２ステータが互いに電力を授受可能に構成されている。また、第１および第２回転機の動作が、制御装置によって制御される。以上の構成により、原動機や、第１回転機、第２回転機の動力によって、被駆動部を駆動することができる。【００４４】
また、ＥＶ運転モードによって、原動機の停止中に第１および第２回転機の動作を制御することにより被駆動部が駆動されるとともに、このＥＶ運転モード中、第１および第２回転機の一方から出力された動力の一部が第１および第２回転機の他方で電力に変換された状態で前記一方に入力されることにより再び動力として当該一方から出力される動力循環が発生しないように、第１および第２回転機の動作が制御される。したがって、ＥＶ運転モードにおいて、動力循環による損失を防止でき、被駆動部を駆動する際の駆動効率を高めることができる。【００４５】
請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載の動力装置５１において、制御装置は、ＥＶ運転モード中、第２および第３ロータ６５，７４の回転数がそれぞれ第１および第４ロータ６４，７５の回転数以下になるように、第１および第２回転機６１，７１の動作を制御する（図２６）ことを特徴とする。【００４６】
請求項８の動力装置と同様、原動機の停止中に第１および第２回転機により被駆動部を駆動するＥＶ運転モード中、原動機の出力部の回転数が高く、すなわち、第１および第２回転機から出力部に無駄に伝達される動力が大きいほど、被駆動部を駆動する際の駆動効率が低下してしまう。【００４７】
上述した構成によれば、出力部に連結された第２および第３ロータの回転数がそれぞれ、被駆動部に連結された第１および第４ロータの回転数以下になるように、第１および第２回転機の動作が制御される。これにより、出力部の回転数を比較的低い状態に保持できるので、第１および第２回転機から出力部に動力が無駄に伝達されるのを抑制でき、駆動効率をさらに高めることができる。【００４８】
請求項１２に係る発明は、請求項１１に記載の動力装置５１において、制御装置は、ＥＶ運転モード中、第１回転磁界の回転数（第１磁界回転数ＮＭＦ１）が値０よりも高くなるように、第１および第２回転機６１，７１の動作を制御する（図２６）ことを特徴とする。【００４９】
前述したように、第１回転磁界、第２および第１ロータは、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶ。同様に、第２回転磁界、第４および第３ロータは、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶ。また、第２および第３ロータが原動機の出力部に、第１および第４ロータが被駆動部に、それぞれ連結されている。【００５０】
以上の構成から、ＥＶ運転モード中、前述した動力循環を発生させない状態で、かつ、請求項１１の作用で述べたように出力部への無駄な動力の伝達を抑制するために出力部に連結された第２および第１ロータの回転数を低くなるように制御するには、第１回転磁界の回転数を値０になるように制御するのが好ましい。【００５１】
しかし、例えば、第１ステータを、第１回転磁界を発生させるための複数相のコイルなどで構成するとともに、第１ステータに、スイッチング素子を有するインバータなどの電気回路から電力を入力する場合において、第１回転磁界の回転数を上記のように値０になるように制御したときには、次のような不具合が発生するおそれがある。すなわち、この場合、第１ステータの特定相のコイルにのみ電流が流れるとともに、この特定相のコイルに対応するスイッチング素子のみがＯＮ状態になり、その結果、このコイルおよびスイッチング素子が過熱するおそれがある。このようなコイルおよびスイッチング素子の過熱を抑えるために、第１ステータに入力される電流の最大値を小さくした場合には、第１回転機の出力トルクが小さくなってしまう。【００５２】
本発明の前述した構成によれば、ＥＶ運転モード中、第１回転磁界の回転数が値０よりも高くなるように、第１および第２回転機の動作が制御されるので、上述した第１回転機および電気回路の過熱を防止できるとともに、十分に大きな第１回転機の出力トルクを確保することができる。【００５３】
請求項１３に係る発明は、請求項１０ないし１２のいずれかに記載の動力装置５１において、第１磁石により、第１周方向に並んだ所定の複数の第１磁石磁極が構成されるとともに、複数の第１磁石磁極が、隣り合う各２つの第１磁石磁極が互いに異なる極性を有するように配置されることによって、第１磁極列が構成されており、第１ロータ６４は、第１周方向に回転自在に構成されており、第１ステータ６３は、所定の複数の第１電機子磁極を発生させることにより、第１周方向に回転する第１回転磁界を第１磁極列との間に発生させる第１電機子列（鉄芯６３ａ、Ｕ相〜Ｗ相のコイル６３ｃ〜６３ｅ）を有しており、第１軟磁性体は、互いに間隔を隔てて第１周方向に並んだ所定の複数の第１軟磁性体から成り、複数の第１軟磁性体で構成された第１軟磁性体列が、第１磁極列と第１電機子列の間に配置されており、第２ロータ６５は、第１周方向に回転自在に構成されており、第１電機子磁極の数と第１磁石磁極の数と第１軟磁性体の数との比は、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されており、第２磁石により、第２周方向に並んだ所定の複数の第２磁石磁極が構成されるとともに、複数の第２磁石磁極が、隣り合う各２つの第２磁石磁極が互いに異なる極性を有するように配置されることによって、第２磁極列が構成されており、第３ロータ７４は、第２周方向に回転自在に構成されており、第２ステータ７３は、所定の複数の第２電機子磁極を発生させることにより、第２周方向に回転する第２回転磁界を第２磁極列との間に発生させる第２電機子列（鉄芯７３ａ、Ｕ相〜Ｗ相のコイル７３ｂ）を有しており、第２軟磁性体は、互いに間隔を隔てて第２周方向に並んだ所定の複数の第２軟磁性体から成り、複数の第２軟磁性体で構成された第２軟磁性体列が、第２磁極列と第２電機子列の間に配置されており、第４ロータ７５は、第２周方向に回転自在に構成されており、第２電機子磁極の数と第２磁石磁極の数と第２軟磁性体の数との比は、１：ｎ：（１＋ｎ）／２（ｎ≠１．０）に設定されていることを特徴とする。【００５４】
この構成によれば、第１回転機では、後述する理由により、第１電機子磁極の数と第１磁石磁極の数と第１軟磁性体の数との比を、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）という条件を満たす範囲内で任意に設定することによって、第１回転磁界、第１および第２ロータの間における回転数の共線関係を任意に設定することができる。したがって、第１回転機の設計の自由度を高めることができる。同様に、第２回転機では、後述する理由により、第２電機子磁極の数と第２磁石磁極の数と第２軟磁性体の数との比を、１：ｎ：（１＋ｎ）／２（ｎ≠１．０）という条件を満たす範囲内で任意に設定することによって、第２回転磁界、第３および第４ロータの間における回転数の共線関係を任意に設定することができる。したがって、第２回転機の設計の自由度を高めることができる。【００５５】
また、請求項１２の作用で述べたように、ＥＶ運転モード中、前述した動力循環を発生させず、かつ、出力部への無駄な動力の伝達を抑制するためには、前述したように第１および第２ロータが被駆動部および出力部にそれぞれ連結されていることから、第１回転磁界、第１および第２ロータの間の回転数の関係を表す共線図における第２ロータの回転数を表す直線と、第１回転磁界の回転数を表す直線との間の距離を小さく設定するのが好ましい。本発明によれば、上述したように第１回転機における第１回転磁界、第１および第２ロータの間の回転数の共線関係を任意に設定できるので、上記のような好ましい設定を容易に行うことが可能であり、それにより、前述した請求項１１および１２による効果を有効に得ることができる。【００５６】
前記目的を達成するため、請求項１４に係る発明は、被駆動部（実施形態における（以下、本項において同じ）駆動輪ＤＷ，ＤＷ）を駆動するための動力装置１、５１、９１、１１１であって、動力を出力するための出力部（クランク軸３ａ）を有する原動機（エンジン３）と、第１回転磁界を発生させるための不動の第１回転磁界発生手段（第１ステータ１２、６３）と、第２回転磁界を発生させるための不動の第２回転磁界発生手段（第２ステータ２２、７３）と、回転自在の第１要素（第１キャリアＣ１、第２サンギヤＳ２、第２ロータ６５、第３ロータ７４）と、回転自在の第２要素（第１サンギヤＳ１、第２キャリアＣ２、第１ロータ６４、第４ロータ７５）とを有し、第１回転磁界発生手段、第１要素、第２要素および第２回転磁界発生手段の間で、第１および第２回転磁界の発生に伴って電力と動力を入出力するとともに、第１回転磁界、第１要素、第２要素および第２回転磁界が、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、当該回転数の関係を示す共線図において、順に並ぶように構成された電力動力入出力装置（第１回転機１１、第２回転機２１、第１遊星歯車装置ＰＳ１、第２遊星歯車装置ＰＳ２、第１回転機６１、第２回転機７１）と、電力動力入出力装置の動作を制御するための制御装置（ＥＣＵ２、第１ＰＤＵ３１、第２ＰＤＵ３２、ＶＣＵ３３）と、を備え、第１および第２要素は、出力部および被駆動部にそれぞれ連結されており、第１および第２回転磁界発生手段は、互いに電力を授受可能に構成されており、制御装置は、原動機の停止中に電力動力入出力装置の動作を制御することによって被駆動部を駆動するＥＶ運転モード中、第１および第２回転磁界発生手段の一方への電力の入力により出力された動力の一部が第１および第２回転磁界発生手段の他方で電力に変換された状態で前記一方に入力されることにより再び動力として出力される動力循環が発生しないように、電力動力入出力装置の動作を制御する（図５、図２６、図３１、図３６）ことを特徴とする。【００５７】
この動力装置によれば、電力動力入出力装置では、第１および第２回転磁界発生手段における第１および第２回転磁界の発生に伴い、第１回転磁界発生手段、第１要素、第２要素および第２回転磁界発生手段の間で、電力と動力が入出力されるとともに、第１回転磁界、第１要素、第２要素および第２回転磁界が、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶ。【００５８】
さらに、第１要素が原動機の出力部に、第２要素が被駆動部に、それぞれ連結されるとともに、第１および第２回転磁界発生手段が、互いに電力を授受可能に構成されている。また、電力動力入出力装置の動作が、制御装置によって制御される。以上の構成により、原動機や電力動力入出力装置の動力によって、被駆動部を駆動することができる。【００５９】
また、ＥＶ運転モードによって、原動機の停止中に電力動力入出力装置の動作を制御することにより被駆動部が駆動されるとともに、このＥＶ運転モード中、第１および第２回転磁界発生手段の一方への電力の入力により出力された動力の一部が第１および第２回転磁界発生手段の他方で電力に変換された状態で前記一方に入力されることにより再び動力として出力される動力循環が発生しないように、電力動力入出力装置の動作が制御される。したがって、ＥＶ運転モードにおいて、動力循環による損失を防止でき、被駆動部を駆動する際の駆動効率を高めることができる。【００６０】
請求項１５に係る発明は、請求項１４に記載の動力装置１、５１、９１、１１１において、制御装置は、ＥＶ運転モード中、第１要素の回転数が第２要素の回転数以下になるように、電力動力入出力装置の動作を制御する（図５、図２６、図３１、図３６）ことを特徴とする。【００６１】
請求項８の動力装置と同様、原動機の停止中に電力動力入出力装置により被駆動部を駆動するＥＶ運転モード中、原動機の出力部の回転数が高く、すなわち、電力動力入出力装置から出力部に無駄に伝達される動力が大きいほど、被駆動部を駆動する際の駆動効率が低下してしまう。【００６２】
上述した構成によれば、出力部に連結された第１要素の回転数が、被駆動部に連結された第２要素の回転数以下になるように、電力動力入出力装置の動作が制御される。これにより、出力部の回転数を比較的低い状態に保持できるので、電力動力入出力装置から出力部に動力が無駄に伝達されるのを抑制でき、駆動効率をさらに高めることができる。【００６３】
請求項１６に係る発明は、請求項１５に記載の動力装置１、５１、９１、１１１において、制御装置は、ＥＶ運転モード中、第１回転磁界の回転数（第１回転機回転数ＮＭ１、第１磁界回転数ＮＭＦ１）が値０よりも高くなるように、電力動力入出力装置の動作を制御する（図５、図２６、図３１、図３６）ことを特徴とする。【００６４】
前述したように、第１回転磁界、第１要素、第２要素および第２回転磁界は、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶ。また、第１要素が原動機の出力部に、第２要素が被駆動部に、それぞれ連結されている。【００６５】
以上の構成から、ＥＶ運転モード中、前述した動力循環を発生させない状態で、かつ、請求項１４の作用で述べたように出力部への無駄な動力の伝達を抑制するために原動機の出力部に連結された第１要素の回転数を低くなるように制御するには、第１回転磁界の回転数を値０になるように制御するのが好ましい。【００６６】
しかし、例えば、第１回転磁界発生手段を、第１回転磁界を発生させるための複数相のコイルなどで構成するとともに、第１回転磁界発生手段に、スイッチング素子を有するインバータなどの電気回路から電力を入力する場合において、上記のように第１回転磁界の回転数を値０になるように制御したときには、次のような不具合が発生するおそれがある。すなわち、この場合、第１回転磁界発生手段の特定相のコイルにのみ電流が流れるとともに、この特定相のコイルに対応するスイッチング素子のみがＯＮ状態になり、その結果、このコイルおよびスイッチング素子が過熱するおそれがある。このようなコイルおよびスイッチング素子の過熱を抑えるために、第１回転磁界発生手段に入力される電流の最大値を小さくした場合には、電力動力入出力装置の出力トルクが小さくなってしまう。【００６７】
本発明の前述した構成によれば、ＥＶ運転モード中、第１回転磁界の回転数が値０よりも高くなるように、電力動力入出力装置の動作を制御するので、上述した電力動力入出力装置および電気回路の過熱を防止できるとともに、十分に大きな電力動力入出力装置の出力トルクを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態による動力装置を、これを適用した駆動輪とともに示すスケルトン図である。
【図２】第１実施形態による動力装置のうちのＥＣＵなどを示すブロック図である。
【図３】図１に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例をＥＶクリープモードについて示す速度共線図である。
【図４】図１に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例をＥＶ発進モードについて示す速度共線図である。
【図５】図１に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例をＥＶ走行モードについて示す速度共線図である。
【図６】本発明の第２実施形態による動力装置を、これを適用した駆動輪とともに示すスケルトン図である。
【図７】第２実施形態による動力装置のうちのＥＣＵなどを示すブロック図である。
【図８】図６に示す第１回転機の拡大断面図である。
【図９】図６に示す第１回転機の第１ステータ、第１および第２ロータを周方向に展開し、概略的に示す図である。
【図１０】図６に示す第１回転機の等価回路を、第１電機子磁極を２個、第１磁石磁極を４個、コアを３個で構成した場合について示す図である。
【図１１】図６に示す第１回転機における磁界電気角速度、第１および第２ロータ電気角速度の間の関係の一例を示す速度共線図である。
【図１２】図６に示す第１回転機の第１ロータを回転不能に保持した状態で、第１ステータに電力を入力した場合における動作を説明するための図である。
【図１３】図１２の続きの動作を説明するための図である。
【図１４】図１３の続きの動作を説明するための図である。
【図１５】図１２に示す状態から、第１電機子磁極が電気角２πだけ回転したときにおける第１電機子磁極やコアの位置関係を説明するための図である。
【図１６】図６に示す第１回転機の第２ロータを回転不能に保持した状態で、第１ステータに電力を入力した場合における動作を説明するための図である。
【図１７】図１６の続きの動作を説明するための図である。
【図１８】図１７の続きの動作を説明するための図である。
【図１９】図６に示す第１回転機のＵ相〜Ｗ相の逆起電圧の推移の一例を、第１電機子磁極、コアおよび第１磁石磁極の数を、１６、１８および２０にそれぞれ設定するとともに、第１ロータを回転不能に保持した場合について示す図である。
【図２０】図６に示す第１回転機の第１駆動用等価トルク、第１および第２ロータ伝達トルクの推移の一例を、第１電機子磁極、コアおよび第１磁石磁極の数を、１６、１８および２０にそれぞれ設定するとともに、第１ロータを回転不能に保持した場合について示す図である。
【図２１】図６に示す第１回転機のＵ相〜Ｗ相の逆起電圧の推移の一例を、第１電機子磁極、コアおよび第１磁石磁極の数を、１６、１８および２０にそれぞれ設定するとともに、第２ロータを回転不能に保持した場合について示す図である。
【図２２】図６に示す第１回転機の第１駆動用等価トルク、第１および第２ロータ伝達トルクの推移の一例を、第１電機子磁極、コアおよび第１磁石磁極の数を、１６、１８および２０にそれぞれ設定するとともに、第２ロータを回転不能に保持した場合について示す図である。
【図２３】図６に示す第２回転機の拡大断面図である。
【図２４】図６に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例をＥＶクリープモードについて示す速度共線図である。
【図２５】図６に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例をＥＶ発進モードについて示す速度共線図である。
【図２６】図６に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例をＥＶ走行モードについて示す速度共線図である。
【図２７】本発明の第３実施形態による動力装置を、これを適用した駆動輪とともに示すスケルトン図である。
【図２８】第３実施形態による動力装置のうちのＥＣＵなどを示すブロック図である。
【図２９】図２７に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例をＥＶクリープモードについて示す速度共線図である。
【図３０】図２７に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例をＥＶ発進モードについて示す速度共線図である。
【図３１】図２７に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例をＥＶ走行モードについて示す速度共線図である。
【図３２】本発明の第４実施形態による動力装置を、これを適用した駆動輪とともに示すスケルトン図である。
【図３３】第４実施形態による動力装置のうちのＥＣＵなどを示すブロック図である。
【図３４】図３２に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例をＥＶクリープモードについて示す速度共線図である。
【図３５】図３２に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例をＥＶ発進モードについて示す速度共線図である。
【図３６】図３２に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例をＥＶ走行モードについて示す速度共線図である。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１および図２に示す本発明の第１実施形態による動力装置１は、車両（図示せず）の左右の駆動輪ＤＷ，ＤＷを駆動するためのものである。動力装置１は、動力源としての内燃機関（以下「エンジン」という）３、第１回転機１１および第２回転機２１と、動力を伝達するための第１遊星歯車装置ＰＳ１、第２遊星歯車装置ＰＳ２および差動装置ＤＧと、エンジン３、第１および第２回転機１１，２１の動作を制御するためのＥＣＵ２を備えている。なお、図１および後述する他の図面では、断面を示す部分のハッチングを適宜、省略するものとする。また、以下の説明では、ギヤなどの変速機構を介さずに各要素をシャフトなどで直接的に連結することを適宜、「直結」という。
【００７０】
上記のエンジン３は、ガソリンエンジンであり、動力を出力するためのクランク軸３ａや、燃料噴射弁、スロットル弁（いずれも図示せず）を有している。燃料噴射弁の開弁時間およびスロットル弁の開度は、ＥＣＵ２によって制御され、それにより、エンジン３に供給される燃料量および吸入空気量が制御され、ひいては、エンジン３の動力が制御される。
【００７１】
第１回転機１１は、一般的な１ロータタイプのブラシレスＤＣモータであり、不動の第１ステータ１２と、回転自在の第１ロータ１３を有している。第１ステータ１２は、３相コイルなどで構成されており、移動不能のケースＣＡに固定されている。また、第１ステータ１２は、電力が入力されたときに、または、発電したときに、周方向に回転する第１回転磁界を発生させる。第１ロータ１３は、複数の磁石などで構成されており、第１ステータ１２に対向するように配置されている。
【００７２】
第２回転機２１は、第１回転機１１と同様、一般的な１ロータタイプのブラシレスＤＣモータであり、不動の第２ステータ２２と、回転自在の第２ロータ２３を有している。第２ステータ２２は、３相コイルなどで構成されており、ケースＣＡに固定されている。また、第２ステータ２２は、電力が入力されたときに、または、発電したときに、周方向に回転する第２回転磁界を発生させる。第２ロータ２３は、複数の磁石などで構成されており、第２ステータ２２に対向するように配置されている。
【００７３】
また、第１ステータ１２は、第１パワードライブユニット（以下「第１ＰＤＵ」という）３１とボルテージコントロールユニット（以下「ＶＣＵ」という）３３を介して、充電・放電可能なバッテリ３４に電気的に接続されている。さらに、第２ステータ２２は、第２パワードライブユニット（以下「第２ＰＤＵ」という）３２とＶＣＵ３３を介して、バッテリ３４に電気的に接続されている。
【００７４】
これらの第１および第２ＰＤＵ３１，３２はそれぞれ、スイッチング素子を有するインバータなどの電気回路で構成されており、バッテリ３４から入力された直流電力を、スイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦによって３相交流電力に変換した状態で出力する。また、第１および第２ＰＤＵ３１，３２は、互いに電気的に接続されている。以上のように、第１および第２ステータ１２，２２は、第１および第２ＰＤＵ３１，３２を介して、互いに電気的に接続されており、互いに電力を授受可能に構成されている。
【００７５】
上記のＶＣＵ３３は、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電気回路で構成されており、バッテリ３４からの電力を昇圧した状態で、第１ＰＤＵ３１および／または第２ＰＤＵ３２に出力するとともに、第１ＰＤＵ３１および／または第２ＰＤＵ３２からの電力を降圧した状態で、バッテリ３４に出力する。さらに、ＶＣＵ３３、第１および第２ＰＤＵ３１，３２はそれぞれ、前述したＥＣＵ２に電気的に接続されている（図２参照）。
【００７６】
以上の構成により、第１回転機１１では、バッテリ３４からＶＣＵ３３および第１ＰＤＵ３１を介して電力が第１ステータ１２に入力されるのに伴い、第１ステータ１２において第１回転磁界が発生し、第１ロータ１３が回転する。すなわち、第１ステータ１２に入力された電力が、動力に変換され、第１ロータ１３から出力される。また、電力の非入力時、第１ロータ１３が第１ステータ１２に対して回転したときに、第１ステータ１２において、第１回転磁界が発生するとともに、発電が行われる。すなわち、第１ロータ１３に入力された動力が、第１ステータ１２において電力に変換される。また、以上のように第１ロータ１３から動力が出力される場合、および、第１ステータ１２で発電する場合のいずれにおいても、第１ロータ１３は、第１回転磁界に同期して回転する。
【００７７】
ＥＣＵ２は、第１ＰＤＵ３１およびＶＣＵ３３を制御することによって、第１回転機１１に入力される電力と、第１回転機１１で発電される電力と、第１ロータ１３の回転数（以下「第１回転機回転数」という）ＮＭ１を制御する。
【００７８】
また、第２回転機２１では、第１回転機１１と同様、バッテリ３４からＶＣＵ３３および第２ＰＤＵ３２を介して電力が第２ステータ２２に入力されるのに伴い、第２ステータ２２において第２回転磁界が発生し、第２ロータ２３が回転する。すなわち、第２ステータ２２に入力された電力が、動力に変換され、第２ロータ２３から出力される。また、電力の非入力時、第２ロータ２３が第２ステータ２２に対して回転したときに、第２ステータ２２において、第２回転磁界が発生するとともに、発電が行われる。すなわち、第２ロータ２３に入力された動力が、第２ステータ２２において電力に変換される。また、以上のように第２ロータ２３から動力が出力される場合、および、第２ステータ２２で発電する場合のいずれにおいても、第２ロータ２３は、第２回転磁界に同期して回転する。
【００７９】
ＥＣＵ２は、第２ＰＤＵ３２およびＶＣＵ３３を制御することによって、第２回転機２１に入力される電力と、第２回転機２１で発電される電力と、第２ロータ２３の回転数（以下「第２回転機回転数」という）ＮＭ２を制御する。
【００８０】
前述した第１遊星歯車装置ＰＳ１は、一般的なシングルピニオンタイプのものであり、第１サンギヤＳ１と、第１サンギヤＳ１の外周に設けられた第１リングギヤＲ１と、両ギヤＳ１，Ｒ１に噛み合う複数の第１プラネタリギヤＰ１と、これらの第１プラネタリギヤＰ１を回転自在に支持する第１キャリアＣ１を有している。周知のように、これらの第１サンギヤＳ１、第１キャリアＣ１および第１リングギヤＲ１は、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、それらの回転数の関係を示す共線図において、それぞれの回転数を表す直線が順に並ぶように、構成されている。また、第１サンギヤＳ１、第１キャリアＣ１および第１リングギヤＲ１は、エンジン３のクランク軸３ａと同軸状に配置されている。
【００８１】
第１キャリアＣ１は、第１回転軸４に一体に設けられている。この第１回転軸４は、第１キャリアＣ１とともに、軸受けＢ１，Ｂ２に回転自在に支持されており、フライホイール（図示せず）を介して、クランク軸３ａに同軸状に直結されている。また、第１サンギヤＳ１は、中空の第２回転軸５に一体に設けられている。この第２回転軸５は、第１サンギヤＳ１とともに、軸受けＢ３に回転自在に支持されており、クランク軸３ａと同軸状に配置されている。また、第２回転軸５の内側には、第１回転軸４が回転自在に嵌合している。さらに、第１リングギヤＲ１には、第１回転機１１の第１ロータ１３が同軸状に取り付けられており、第１リングギヤＲ１および第１ロータ１３は一緒に回転自在になっている。
【００８２】
第２遊星歯車装置ＰＳ２は、第１遊星歯車装置ＰＳ１と同様に構成されており、第２サンギヤＳ２と、第２リングギヤＲ２と、両ギヤＳ２，Ｒ２に噛み合う複数の第２プラネタリギヤＰ２と、これらの第２プラネタリギヤＰ２を回転自在に支持する第２キャリアＣ２を有している。第２遊星歯車装置ＰＳ２は、第１遊星歯車装置ＰＳ１と同じ機能を有しており、エンジン３と第１遊星歯車装置ＰＳ１の間に配置されている。また、第２サンギヤＳ２、第２キャリアＣ２および第２リングギヤＲ２は、エンジン３のクランク軸３ａと同軸状に配置されている。
【００８３】
第２サンギヤＳ２は、上述した第１回転軸４に一体に設けられており、第１キャリアＣ１とともに、クランク軸３ａに直結されている。また、第２キャリアＣ２は、前述した第２回転軸５に一体に設けられており、第１サンギヤＳ１に直結されている。さらに、第２キャリアＣ２には、中空の第１スプロケットＳＰ１が同軸状に取り付けられている。また、第２キャリアＣ２および第１スプロケットＳＰ１の内側には、第１回転軸４が回転自在に嵌合している。さらに、第２リングギヤＲ２には、第２回転機２１の第２ロータ２３が同軸状に取り付けられており、第２リングギヤＲ２および第２ロータ２３は一緒に回転自在になっている。
【００８４】
前述した差動装置ＤＧは、入力された動力を左右の駆動輪ＤＷ，ＤＷに分配するためのものであり、歯数が互いに等しい左右のサイドギヤＤＳ，ＤＳと、両ギヤＤＳ，ＤＳに噛み合う複数のピニオンギヤＤＰと、これらのピニオンギヤＤＰを回転自在に支持するデフケースＤＣを有している。左右のサイドギヤＤＳ，ＤＳはそれぞれ、左右の車軸６，６を介して、左右の駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。以上の構成の差動装置ＤＳでは、デフケースＤＣに入力された動力は、ピニオンギヤＤＰを介して、左右のサイドギヤＤＳ，ＤＳに分配され、さらに、左右の車軸６，６を介して、左右の駆動輪ＤＷ，ＤＷに分配される。
【００８５】
また、デフケースＤＣには、遊星歯車装置ＰＳが設けられている。この遊星歯車装置ＰＳは、第１および第２遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２と同様に構成されており、サンギヤＳと、リングギヤＲと、両ギヤＳ，Ｒに噛み合う複数のプラネタリギヤＰと、これらのプラネタリギヤＰを回転自在に支持するキャリアＣを有している。このキャリアＣは、デフケースＤＣに一体に設けられており、リングギヤＲは、ケースＣＡに固定されている。また、サンギヤＳは、中空の第３回転軸７に一体に設けられており、第３回転軸７の内側には、上記の右車軸６が回転自在に嵌合している。さらに、第３回転軸７には、第２スプロケットＳＰ２が一体に設けられており、第２スプロケットＳＰ２と、前述した第１スプロケットＳＰ１には、チェーンＣＨが巻き掛けられている。以上の構成により、第２スプロケットＳＰ２に伝達された動力は、遊星歯車装置ＰＳによって減速された状態で、差動装置ＤＧに伝達される。なお、本明細書では、左右の駆動輪ＤＷ，ＤＷの回転数は、互いに等しいものとする。
【００８６】
以上のように、動力装置１では、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２が、互いに機械的に直結されるとともに、クランク軸３ａに機械的に直結されている。また、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２が、互いに機械的に直結されるとともに、チェーンＣＨや、遊星歯車装置ＰＳ、差動装置ＤＧ、左右の車軸６，６を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されている。さらに、第１および第２リングギヤＲ１，Ｒ２に、第１および第２ロータ１３，２３がそれぞれ機械的に直結されている。
【００８７】
また、ＥＣＵ２には、クランク角センサ４１、第１回転角センサ４２および第２回転角センサ４３が接続されている。クランク角センサ４１は、クランク軸３ａの回転角度位置を検出するとともに、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、検出されたクランク軸３ａの回転角度位置に基づき、クランク軸３ａの回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。
【００８８】
上記の第１回転角センサ４２は、第１ステータ１２に対する第１ロータ１３の回転角度位置を、第２回転角センサ４３は、第２ステータ２２に対する第２ロータ２３の回転角度位置を、それぞれ検出し、それらの検出信号はＥＣＵ２に出力される。ＥＣＵ２は、両センサ４２，４３からの検出信号に応じ、第１および第２回転機回転数ＮＭ１，ＮＭ２（第１および第２ロータ１３，２３の回転数）をそれぞれ算出する。
【００８９】
さらに、ＥＣＵ２には、回転数センサ４４から、駆動輪ＤＷ，ＤＷの回転数（以下「駆動輪回転数」という）ＮＤＷを表す検出信号が、電流電圧センサ４５から、バッテリ３４に入出力される電流・電圧値を表す検出信号が、アクセル開度センサ４６から、車両のアクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、それぞれ出力される。ＥＣＵ２は、電流電圧センサ４５からの検出信号に基づいて、バッテリ３４の充電状態を算出する。
【００９０】
ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ４１〜４６からの検出信号に応じ、上記のＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、エンジン３、第１および第２回転機１１，２１の動作を制御する。これにより、車両が各種の運転モードによって運転される。
【００９１】
以下、上記の運転モードについて、図３に示すような速度共線図を参照しながら説明する。まず、この速度共線図について説明する。動力装置１における前述した各種の回転要素の間の連結関係から明らかなように、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２の回転数は、互いに等しく、エンジン回転数ＮＥと等しい。また、第１および第２リングギヤＲ１，Ｒ２の回転数はそれぞれ、第１および第２回転機回転数ＮＭ１，ＮＭ２と等しい。さらに、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２の回転数は、互いに等しく、遊星歯車装置ＰＳなどによる変速を無視すれば、駆動輪回転数ＮＤＷと等しい。また、第１サンギヤＳ１、第１キャリアＣ１および第１リングギヤＲ１の回転数は、第１サンギヤＳ１および第１リングギヤＲ１の歯数によって定まる所定の共線関係にあり、第２サンギヤＳ２、第２キャリアＣ２および第２リングギヤＲ２の回転数は、第２サンギヤＳ２および第２リングギヤＲ２の歯数によって定まる所定の共線関係にある。
【００９２】
以上から、エンジン回転数ＮＥ、駆動輪回転数ＮＤＷ、第１および第２回転機回転数ＮＭ１，ＮＭ２の間の関係は、図３に示すような１つの速度共線図で表される。なお、図３および後述する他の速度共線図において、値０を示す横線に交わる縦線は、各パラメータの回転数を表すためのものであり、この横線から縦線上の白丸までの距離が、縦線の上下端に表記されたパラメータの回転数に相当する。また、便宜上、この白丸の付近に、各パラメータの回転数を表す符号を表記している。さらに、Ｘは、第１リングギヤＲ１の歯数に対する第１サンギヤＳ１の歯数の比であり、Ｙは、第２リングギヤＲ２の歯数に対する第２サンギヤＳ２の歯数の比である。
【００９３】
また、運転モードには、ＥＶクリープモード、ＥＶ発進モードおよびＥＶ走行モードが含まれる。以下、ＥＶクリープモードから順に説明する。なお、以下の説明では、遊星歯車装置ＰＳなどによる変速は無視する。
【００９４】
［ＥＶクリープモード］
このＥＶクリープモードは、エンジン３を停止した状態で、第１および第２回転機１１，２１のみを動力源として、駆動輪ＤＷ，ＤＷを非常に低い回転数で正転させる運転モードであり、算出されたバッテリ３４の充電状態が所定値よりも大きく、バッテリ３４の電力が十分であるときに、選択される。
【００９５】
ＥＶクリープモード中、バッテリ３４から第１回転機１１の第１ステータ１２に電力を入力し、第１ロータ１３を正転させるとともに、第２回転機２１の第２ロータ２３に後述するように伝達される動力を用いて、第２ステータ２２で発電を行う。また、発電した電力を、第１ステータ１２にさらに入力する。
【００９６】
図３は、ＥＶクリープモードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係を示している。同図において、ＴＭ１は、第１ステータ１２への電力の入力に伴って発生する第１回転機１１の出力トルク（以下「第１力行トルク」という）であり、ＴＧ２は、第２ステータ２２での発電に伴って発生する第２回転機２１の制動トルク（以下「第２発電トルク」という）である。また、ＴＤＤＷは、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されるトルクであり、ＴＥＦは、エンジン３のフリクションである。
【００９７】
図３から明らかなように、第１リングギヤＲ１は、第１力行トルクＴＭ１が伝達されることによって、第１ロータ１３とともに正転する。また、第１リングギヤＲ１に伝達された第１力行トルクＴＭ１は、第２キャリアＣ２に作用する駆動輪ＤＷ，ＤＷの負荷を反力として、第２リングギヤＲ２を介して第２ロータ２３に伝達され、第２ロータ２３を第２リングギヤＲ２とともに逆転させる。第２ロータ２３にこのように伝達された動力を用いて、上述したように第２ステータ２２で発電が行われ、それに伴って発生した第２発電トルクＴＧ２は、逆転する第２リングギヤＲ２を制動するように作用する。また、第１力行トルクＴＭ１は、第２発電トルクＴＧ２を反力として、クランク軸３ａおよび駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。それにより、クランク軸３ａが正転するとともに、駆動輪ＤＷ，ＤＷに正転させるトルクが作用する結果、駆動輪ＤＷ，ＤＷが非常に低い回転数で正転し、いわゆる車両のクリープ運転が行われる。
【００９８】
また、ＥＶクリープモード中、第１ステータ１２に入力される電力および第２ステータ２２で発電する電力を、駆動輪回転数ＮＤＷが非常に低くなるように、かつ、第１および第２回転機回転数ＮＭ１，ＮＭ２が高くならないように、制御する。このように第１および第２回転機回転数ＮＭ１，ＮＭ２を高くならないように制御するのは、次の理由による。すなわち、ＥＶクリープモード中、上述したように、第１回転機１１の動力の一部が、第１および第２遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２を介して、第２回転機２１に伝達され、第２回転機２１で電力に変換されるとともに、変換された電力が第１回転機１１に入力されることによって、再び動力として第１回転機１１から出力される。このように、ＥＶクリープモード中、第１および第２回転機１１，２１ならびに第１および第２遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２において、第１回転機１１から出力された動力の一部が第２回転機２１で電力に変換された状態で第１回転機１１に入力されることにより再び動力として第１回転機１１から出力される動力循環が発生するので、この動力循環による損失を抑制するためである。
【００９９】
［ＥＶ発進モード］
このＥＶ発進モードは、エンジン３を停止した状態で、第１および第２回転機１１，２１のみを動力源として、車両を発進させる運転モードであり、ＥＶクリープモードに続いて選択される。また、ＥＶ発進モードは、ＥＶクリープモードと同様、充電状態が所定値よりも大きく、バッテリ３４の電力が十分であるときに、選択される。
【０１００】
ＥＶ発進モード中、ＥＶクリープモードからの移行直後には、ＥＶクリープモードの場合と同様、バッテリ３４から第１ステータ１２に電力を入力し、第１ロータ１３を正転させるとともに、第２ステータ２２で発電を行う。また、第１ステータ１２に入力される電力を増大させるとともに、逆転している第２ロータ２３の第２回転機回転数ＮＭ２を値０になるように制御する。そして、第２回転機回転数ＮＭ２が値０になった後には、第１ステータ１２に加え、バッテリ３４から第２ステータ２２に電力を入力し、第２ロータ２３を正転させる。図４は、この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係を示している。図４において、ＴＭ２は、第２ステータ２２への電力の入力に伴って発生する第２回転機２１の出力トルク（以下「第２力行トルク」という）である。
【０１０１】
図４から明らかなように、第２力行トルクＴＭ２は、第１力行トルクＴＭ１を反力として、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａに伝達される。換言すれば、第１および第２力行トルクＴＭ１，ＴＭ２を合成した合成トルクが、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａに伝達される。以上の第１および第２回転機１１，２１の動作の制御によって、第１および第２回転機１１，２１から駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される動力がＥＶクリープモードの場合よりも増大する結果、駆動輪回転数ＮＤＷが正転方向に上昇し、ひいては、車両が前方に発進する。
【０１０２】
［ＥＶ走行モード］
このＥＶ走行モードは、エンジン３を停止した状態で、第１および第２回転機１１，２１のみを動力源として、車両を走行させる運転モードであり、ＥＶ発進モードに続いて選択される。また、ＥＶ走行モードは、充電状態が所定値よりも大きく、バッテリ３４の電力が十分であるときで、かつ、駆動輪回転数ＮＤＷにより定まる第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２の回転数が値０よりも若干大きな所定値ＮＲＥＦ（例えば５０ｒｐｍ）以上のときに、選択される。なお、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２の回転数は、駆動輪回転数ＮＤＷに基づいて算出される。
【０１０３】
ＥＶ走行モード中、図４に示すＥＶ発進モードの場合と同様、バッテリ３４から第１および第２ステータ１２，２２の双方に電力を入力するとともに、第１および第２ロータ１３，２３を正転させる。図５は、ＥＶ走行モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係を示している。
【０１０４】
図５から明らかなように、ＥＶ走行モード中、ＥＶ発進モードの場合と同様、第１および第２力行トルクＴＭ１，ＴＭ２を合成した合成トルクが、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａに伝達され、それにより、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａが引き続き正転する。また、図５に示すように、ＥＶ走行モード中、第１回転機回転数ＮＭ１を、上記の所定値ＮＲＥＦになるように制御する。このことと、上述したように駆動輪回転数ＮＤＷにより定まる第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２の回転数が所定値ＮＲＥＦ以上のときにＥＶ走行モードを選択することによって、ＥＶ走行モード中、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２の回転数がそれぞれ、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２の回転数以下になる。
【０１０５】
また、上述したように第１回転機回転数ＮＭ１を所定値ＮＲＥＦになるように制御することから、第２回転機回転数ＮＭ２は、次式（１）が成立するように制御される。
ＮＭ２＝｛（１＋Ｘ＋Ｙ）ＮＤＷ−Ｙ・ＮＲＥＦ｝／（１＋Ｘ） ……（１）
【０１０６】
さらに、第１および第２ステータ１２，２２に入力される電力を制御することによって、第１および第２力行トルクＴＭ１，ＴＭ２を、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されるトルクＴＤＤＷが要求トルクＴＲＥＱになるように制御する。この場合、エンジン３のフリクションＴＥＦが第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２に作用することから、第１および第２ステータ１２，２２に入力される電力は、次式（２）および（３）がそれぞれ成立するように制御される。
ＴＭ１＝−｛Ｙ・ＴＲＥＱ＋（Ｙ＋１）ＴＥＦ｝／（Ｙ＋１＋Ｘ）    ……（２）
ＴＭ２＝−｛（Ｘ＋１）ＴＲＥＱ＋Ｘ・ＴＥＦ｝／（Ｘ＋１＋Ｙ）    ……（３）
【０１０７】
また、エンジン３のフリクションＴＥＦは、エンジン回転数ＮＥに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、算出される。このマップは、エンジン３のフリクションＴＥＦを実験により求め、マップ化したものである。
【０１０８】
なお、動力装置１では、これまでに述べたＥＶクリープモード、ＥＶ発進モードおよびＥＶ走行モード以外の運転モードとして、ＥＶ走行モード中にエンジン３を始動する運転モードや、エンジン３の動力を無段階に変速して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達する運転モード、停車中にエンジン３を始動する運転モード、車両の減速走行中に車両の慣性エネルギを用いて発電を行うとともに、バッテリ３４に充電する運転モードなどが含まれる。これらの運転モードにおける動作は、特開２００８−１７９３４８号公報に開示された運転モードと同様であるので、その詳細な説明については省略する。
【０１０９】
また、以上の第１実施形態は、特許請求の範囲に記載された請求項１〜３および１２〜１４に係る発明に対応するものであり、第１実施形態における各種の要素と、請求項１〜３および１２〜１４に係る発明（以下、総称する場合「本発明１」という）の各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第１実施形態における駆動輪ＤＷ，ＤＷ、エンジン３およびクランク軸３ａが、本発明１における被駆動部、原動機および出力部にそれぞれ相当する。また、第１実施形態におけるＥＣＵ２、ＶＣＵ３３、第１および第２ＰＤＵ３１，３２が、本発明１における制御装置に相当する。
【０１１０】
さらに、第１実施形態における第１および第２遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２が、請求項１〜３に係る発明における動力伝達機構に相当する。また、第１実施形態における第１リングギヤＲ１が、請求項１〜３に係る発明における第１要素に相当するとともに、第１実施形態における第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２が、請求項１〜３に係る発明における第２要素に相当する。さらに、第１実施形態における第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２が、請求項１〜３に係る発明における第３要素に相当するとともに、第１実施形態における第２リングギヤＲ２が、請求項１〜３に係る発明における第４要素に相当する。
【０１１１】
また、第１実施形態における第１および第２回転機１１，２１ならびに第１および第２遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２が、請求項１２〜１４に係る発明における電力動力入出力装置に相当する。さらに、第１実施形態における第１および第２ステータ１２，２２が、請求項１２〜１４に係る発明における第１および第２回転磁界発生手段にそれぞれ相当する。また、第１実施形態における第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２が、請求項１２〜１４に係る発明における第１要素に相当するとともに、第１実施形態における第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２が、請求項１２〜１４に係る発明における第２要素に相当する。さらに、第１実施形態における第１回転機回転数ＮＭ１が、請求項１４に係る発明における第１回転磁界の回転数に相当する。
【０１１２】
以上のように、第１実施形態によれば、ＥＶ走行モード中、バッテリ３４から第１および第２のステータ１２，２２の双方に電力が入力されることによって、第１および第２ロータ１３，２３の双方から動力が出力される。このように、ＥＶ走行モード中、第１および第２回転機１１，２１ならびに第１および第２遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２において、前述した動力循環が発生しないように、第１および第２回転機１１，２１の動作が制御される。したがって、ＥＶ走行モードにおいて、動力循環による損失を防止でき、駆動輪ＤＷ，ＤＷを駆動する際の駆動効率を高めることができる。
【０１１３】
また、ＥＶ走行モード中、エンジン３のクランク軸３ａに直結された第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２の回転数がそれぞれ、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結された第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２の回転数以下になるように、第１および第２回転機１１，２１の動作が制御される。これにより、エンジン回転数ＮＥを比較的低い状態に保持できるので、第１および第２回転機１１，２１からクランク軸３ａに動力が無駄に伝達されるのを抑制でき、駆動効率をさらに高めることができる。
【０１１４】
さらに、ＥＶ走行モード中、第１回転機回転数ＮＭ１が値０よりも高くなるように、第１および第２回転機１１，２１の動作が制御されるので、第１回転機１１および第１ＰＤＵ３１の過熱を防止できるとともに、十分に大きな第１回転機１１の出力トルクを確保することができる。
【０１１５】
なお、第１実施形態では、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２は、互いに直結されているが、クランク軸３ａに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよく、また、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２は、互いに直結されているが、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよい。また、第１実施形態では、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２を、クランク軸３ａに直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して、クランク軸３ａに機械的に連結してもよい。
【０１１６】
さらに、第１実施形態では、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２を、チェーンＣＨや差動装置ＤＧを介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結しているが、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に直結してもよい。また、第１実施形態では、第１および第２リングギヤＲ１，Ｒ２を、第１および第２ロータ１３，２３にそれぞれ直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して、第１および第２ロータ１３，２３にそれぞれ機械的に連結してもよい。
【０１１７】
さらに、第１実施形態では、第１リングギヤＲ１を第１ロータ１３に、第１サンギヤＳ１を駆動輪ＤＷ，ＤＷに、それぞれ連結しているが、これらの連結関係を逆に、すなわち、第１リングギヤＲ１を駆動輪ＤＷ，ＤＷに、第１サンギヤＳ１を第１ロータ１３に、それぞれ機械的に連結してもよい。同様に、第２リングギヤＲ２を第２ロータ２３に、第２サンギヤＳ２をクランク軸３ａに、それぞれ連結しているが、これらの連結関係を逆に、すなわち、第２リングギヤＲ２をクランク軸３ａに、第２サンギヤＳ２を第２ロータ２３に、それぞれ機械的に連結してもよい。これらの場合において、当然のことながら、第１サンギヤＳ１と第１ロータ１３の間、第２サンギヤＳ２と第２ロータ２３の間、および第２リングギヤＲ２とクランク軸３ａの間をそれぞれ、機械的に直結してもよく、あるいは、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを用いて機械的に連結してもよい。それに加え、第１リングギヤＲ１を駆動輪ＤＷ，ＤＷに、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して機械的に連結してもよく、あるいは、機械的に直結してもよい。
【０１１８】
また、第１実施形態では、請求項１に係る発明における動力伝達機構として、第１および第２遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２を組み合わせたものを用いているが、互いの間で回転数に関する共線関係を保ちながら動力を伝達可能な第１〜第４要素を有するのであれば、他の適当な機構、例えば、シングルピニオンタイプおよびダブルピニオンタイプの遊星歯車装置においてキャリアとリングギヤが共用化された、いわゆるラビニョウタイプの遊星歯車装置を用いてもよい。
【０１１９】
次に、図６を参照しながら、本発明の第２実施形態による動力装置５１について説明する。この動力装置５１は、第１実施形態と比較して、第１回転機１１および第１遊星歯車装置ＰＳ１に代えて第１回転機６１を、第２回転機２１および第２遊星歯車装置ＰＳ２に代えて第２回転機７１を、それぞれ備える点が主に異なっている。図６や後述する他の図面では、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を用いて示している。以下、動力装置５１について、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１２０】
図６および図８に示すように、第１回転機６１は、第１実施形態の第１回転機１１と異なり、２ロータタイプのものであり、第１ステータ６３と、第１ステータ６３に対向するように設けられた第１ロータ６４と、両者６３，６４の間に設けられた第２ロータ６５を有している。これらの第１ステータ６３、第２ロータ６５および第１ロータ６４は、前述した第１回転軸４の径方向に、外側からこの順で並んでおり、互いに同軸状に配置されている。
【０１２１】
上記の第１ステータ６３は、第１回転磁界を発生させるものであり、図８および図９に示すように、鉄芯６３ａと、この鉄芯６３ａに設けられたＵ相、Ｖ相およびＷ相のコイル６３ｃ，６３ｄ，６３ｅを有している。なお、図８では、便宜上、Ｕ相コイル６３ｃのみを示している。鉄芯６３ａは、複数の鋼板を積層した円筒状のものであり、第１回転軸４の軸線方向（以下、単に「軸線方向」という）に延びており、ケースＣＡに固定されている。また、鉄芯６３ａの内周面には、１２個のスロット６３ｂが形成されており、これらのスロット６３ｂは、軸線方向に延びるとともに、第１回転軸４の周方向（以下、単に「周方向」という）に等間隔で並んでいる。上記のＵ相〜Ｗ相のコイル６３ｃ〜６３ｅは、スロット６３ｂに分布巻き（波巻き）で巻回されている。図６に示すように、Ｕ相〜Ｗ相のコイル６３ｃ〜６３ｅを含む第１ステータ６３は、前述した第１ＰＤＵ３１およびＶＣＵ３３を介して、バッテリ３４に電気的に接続されている。
【０１２２】
以上の構成の第１ステータ６３では、バッテリ３４から電力が入力され、Ｕ相〜Ｗ相のコイル６３ｃ〜６３ｅに電流が流れたときに、または、後述するように発電が行われたときに、鉄芯６３ａの第１ロータ６４側の端部に、４個の磁極が周方向に等間隔で発生する（図１２参照）とともに、これらの磁極による第１回転磁界が周方向に回転する。以下、鉄芯６３ａに発生する磁極を「第１電機子磁極」という。また、周方向に隣り合う各２つの第１電機子磁極の極性は、互いに異なっている。なお、図１２や後述する他の図面では、第１電機子磁極を、鉄芯６３ａやＵ相〜Ｗ相のコイル６３ｃ〜６３ｅの上に、（Ｎ）および（Ｓ）で表記している。
【０１２３】
図９に示すように、第１ロータ６４は、８個の永久磁石６４ａから成る第１磁極列を有している。これらの永久磁石６４ａは、周方向に等間隔で並んでおり、この第１磁極列は、第１ステータ６３の鉄芯６３ａに対向している。各永久磁石６４ａは、軸線方向に延びており、その軸線方向の長さが、第１ステータ６３の鉄芯６３ａのそれと同じに設定されている。
【０１２４】
また、永久磁石６４ａは、リング状の取付部６４ｂの外周面に取り付けられている。この取付部６４ｂは、軟磁性体、例えば鉄または複数の鋼板を積層したもので構成されており、その内周面が、ドーナツ板状のフランジ６４ｃの外周面に取り付けられている。このフランジ６４ｃは、前述した第２回転軸５に同軸状に一体に設けられている。さらに、上記のように軟磁性体で構成された取付部６４ｂの外周面に永久磁石６４ａが取り付けられているので、各永久磁石６４ａには、第１ステータ６３側の端部に、（Ｎ）または（Ｓ）の１つの磁極が現れる。なお、図９や後述する他の図面では、永久磁石６４ａの磁極を（Ｎ）および（Ｓ）で表記している。また、周方向に隣り合う各２つの永久磁石６４ａの極性は、互いに異なっている。
【０１２５】
第２ロータ６５は、６個のコア６５ａから成る第１軟磁性体列を有している。これらのコア６５ａは、周方向に等間隔で並んでおり、この第１軟磁性体列は、第１ステータ６３の鉄芯６３ａと第１ロータ６４の第１磁極列との間に、それぞれ所定の間隔を隔てて配置されている。各コア６５ａは、軟磁性体、例えば複数の鋼板を積層したものであり、軸線方向に延びている。また、コア６５ａの軸線方向の長さは、永久磁石６４ａと同様、第１ステータ６３の鉄芯６３ａのそれと同じに設定されている。
【０１２６】
さらに、コア６５ａは、円板状のフランジ６５ｂの外端部に、軸線方向に若干延びる筒状の連結部６５ｃを介して取り付けられている。このフランジ６５ｂは、前述した第１回転軸４に一体に設けられている。これにより、コア６５ａを含む第２ロータ６５は、クランク軸３ａに機械的に直結されている。なお、図９や図１２では、便宜上、連結部６５ｃおよびフランジ６５ｂを省略している。
【０１２７】
以上の構成の第１回転機６１では、第１ロータ６４と第１ステータ６３の間において、複数の第１電機子磁極による第１回転磁界が発生するとともにコア６５ａが配置されていることから、各コア６５ａは、永久磁石６４ａの磁極（以下「第１磁石磁極」という）と第１電機子磁極によって磁化される。このことと、上述したように隣り合う各２つのコア６５ａの間に間隔が空いていることによって、第１磁石磁極とコア６５ａと第１電機子磁極を結ぶような磁力線ＭＬが発生する（図１２参照）。このため、第１ステータ６３への電力の入力により第１回転磁界を発生させると、この磁力線ＭＬによる磁力の作用によって、第１ステータ６３に入力された電力は動力に変換され、その動力が、第１ロータ６４や第２ロータ６５から出力される。
【０１２８】
ここで、第１ステータ６３に入力された電力および第１回転磁界の電気角速度ωｍｆと等価のトルクを「第１駆動用等価トルクＴＳＥ１」という。以下、この第１駆動用等価トルクＴＳＥ１と、第１および第２ロータ６４，６５に伝達されるトルク（以下、それぞれ「第１ロータ伝達トルクＴＲ１」「第２ロータ伝達トルクＴＲ２」という）の関係、および、第１回転磁界、第１および第２ロータ６４，６５の間の電気角速度の関係について説明する。
【０１２９】
第１回転機６１を次の条件（Ａ）の下に構成した場合には、第１回転機６１に相当する等価回路は図１０のように表される。
（Ａ）第１電機子磁極が２個、第１磁石磁極が４個、すなわち、第１電機子磁極のＮ極およびＳ極を１組とする極対数が値１、第１磁石磁極のＮ極およびＳ極を１組とする極対数が値２であり、コア６５ａが３個（第１〜第３コア）である
なお、このように、本明細書で用いる「極対」は、Ｎ極およびＳ極の１組をいう。
【０１３０】
この場合、コア６５ａのうちの第１コアを通過する第１磁石磁極の磁束Ψｋ１は、次式（４）で表される。
【数１】
2011013589.tif 000003
ここで、ψｆは第１磁石磁極の磁束の最大値、θ１およびθ２はそれぞれ、Ｕ相コイル６３ｃに対する第１磁石磁極の回転角度位置および第１コアの回転角度位置である。また、この場合、第１電機子磁極の極対数に対する第１磁石磁極の極対数の比が値２．０であるため、第１磁石磁極の磁束が第１回転磁界に対して２倍の周期で回転（変化）するので、上記の式（４）では、そのことを表すために、（θ２−θ１）に値２．０が乗算されている。
【０１３１】
したがって、第１コアを介してＵ相コイル６３ｃを通過する第１磁石磁極の磁束Ψｕ１は、式（４）にｃｏｓθ２を乗算することで得られた次式（５）で表される。
【数２】
2011013589.tif 000004
【０１３２】
同様に、コア６５ａのうちの第２コアを通過する第１磁石磁極の磁束Ψｋ２は、次式（６）で表される。
【数３】
2011013589.tif 000005
この場合、第１ステータ６３に対する第２コアの回転角度位置が、第１コアに対して２π／３だけ進んでいるため、上記の式（６）では、そのことを表すために、θ２に２π／３が加算されている。
【０１３３】
したがって、第２コアを介してＵ相コイル６３ｃを通過する第１磁石磁極の磁束Ψｕ２は、式（６）にｃｏｓ（θ２＋２π／３）を乗算することで得られた次式（７）で表される。
【数４】
2011013589.tif 000006
【０１３４】
同様に、コア６５ａのうちの第３コアを介してＵ相コイル６３ｃを通過する第１磁石磁極の磁束Ψｕ３は、次式（８）で表される。
【数５】
2011013589.tif 000007
【０１３５】
図１０に示すような第１回転機６１では、コア６５ａを介してＵ相コイル６３ｃを通過する第１磁石磁極の磁束Ψｕは、上記の式（５）、（７）および（８）で表される磁束Ψｕ１〜Ψｕ３を足し合わせたものになるので、次式（９）で表される。
【数６】
2011013589.tif 000008
【０１３６】
また、この式（９）を一般化すると、コア６５ａを介してＵ相コイル６３ｃを通過する第１磁石磁極の磁束Ψｕは、次式（１０）で表される。
【数７】
2011013589.tif 000009
ここで、ａ、ｂおよびｃはそれぞれ、第１磁石磁極の極対数、コア６５ａの数および第１電機子磁極の極対数である。また、この式（１０）を、三角関数の和と積の公式に基づいて変形すると、次式（１１）が得られる。
【数８】
2011013589.tif 000010
【０１３７】
この式（１１）において、ｂ＝ａ＋ｃとするとともに、ｃｏｓ（θ＋２π）＝ｃｏｓθに基づいて整理すると、次式（１２）が得られる。
【数９】
2011013589.tif 000011
この式（１２）を三角関数の加法定理に基づいて整理すると、次式（１３）が得られる。
【数１０】
2011013589.tif 000012
【０１３８】
この式（１３）の右辺の第２項は、ａ−ｃ≠０を条件として、級数の総和やオイラーの公式に基づいて整理すると、次式（１４）から明らかなように値０になる。
【数１１】
2011013589.tif 000013
【０１３９】
また、上記の式（１３）の右辺の第３項も、ａ−ｃ≠０を条件として、級数の総和やオイラーの公式に基づいて整理すると、次式（１５）から明らかなように値０になる。
【数１２】
2011013589.tif 000014
【０１４０】
以上により、ａ−ｃ≠０のときには、コア６５ａを介してＵ相コイル６３ｃを通過する第１磁石磁極の磁束Ψｕは、次式（１６）で表される。
【数１３】
2011013589.tif 000015
また、この式（１６）において、ａ／ｃ＝αとすると、次式（１７）が得られる。
【数１４】
2011013589.tif 000016
【０１４１】
さらに、この式（１７）において、ｃ・θ２＝θｅ２とするとともに、ｃ・θ１＝θｅ１とすると、次式（１８）が得られる。
【数１５】
2011013589.tif 000017
ここで、θｅ２は、Ｕ相コイル６３ｃに対する第１コアの回転角度位置θ２に第１電機子磁極の極対数ｃを乗算していることから明らかなように、Ｕ相コイル６３ｃに対するコア６５ａの電気角度位置（以下「第２ロータ電気角」という）を表す。また、θｅ１は、Ｕ相コイル６３ｃに対する第１磁石磁極の回転角度位置θ１に第１電機子磁極の極対数ｃを乗算していることから明らかなように、Ｕ相コイル６３ｃに対する第１磁石磁極の電気角度位置（以下「第１ロータ電気角」という）を表す。
【０１４２】
同様に、コア６５ａを介してＶ相コイル６３ｄを通過する第１磁石磁極の磁束Ψｖは、Ｖ相コイル６３ｄの電気角度位置がＵ相コイル６３ｃに対して電気角２π／３だけ進んでいることから、次式（１９）で表される。また、コア６５ａを介してＷ相コイル６３ｅを通過する第１磁石磁極の磁束Ψｗは、Ｗ相コイル６３ｅの電気角度位置がＵ相コイル６３ｃに対して電気角２π／３だけ遅れていることから、次式（２０）で表される。
【数１６】
2011013589.tif 000018
【数１７】
2011013589.tif 000019
【０１４３】
また、上記の式（１８）〜（２０）でそれぞれ表される磁束Ψｕ〜Ψｗを時間微分すると、次式（２１）〜（２３）がそれぞれ得られる。
【数１８】
2011013589.tif 000020
【数１９】
2011013589.tif 000021
【数２０】
2011013589.tif 000022
ここで、ωｅ１は、第１ロータ電気角速度であり、第１ロータ電気角θｅ１の時間微分値、すなわち、第１ステータ６３に対する第１ロータ６４の角速度を電気角速度に換算した値である。また、ωｅ２は、第２ロータ電気角速度であり、第２ロータ電気角θｅ２の時間微分値、すなわち、第１ステータ６３に対する第２ロータ６５の角速度を電気角速度に換算した値である。
【０１４４】
さらに、コア６５ａを介さずにＵ相〜Ｗ相のコイル６３ｃ〜６３ｅを直接、通過する第１磁石磁極の磁束は、極めて小さく、その影響は無視できる。このため、コア６５ａを介してＵ相〜Ｗ相のコイル６３ｃ〜６３ｅをそれぞれ通過する第１磁石磁極の磁束Ψｕ〜Ψｗの時間微分値ｄΨｕ／ｄｔ〜ｄΨｗ／ｄｔ（式（２１）〜（２３））は、第１ステータ６３に対して第１磁石磁極やコア６５ａが回転するのに伴ってＵ相〜Ｗ相のコイル６３ｃ〜６３ｅに発生する逆起電圧（誘導起電圧）（以下、それぞれ「Ｕ相逆起電圧Ｖｃｕ」「Ｖ相逆起電圧Ｖｃｖ」「Ｗ相逆起電圧Ｖｃｗ」という）をそれぞれ表す。
【０１４５】
このことから、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のコイル６３ｃ〜６３ｅをそれぞれ流れる電流Ｉｕ、ＩｖおよびＩｗは、次式（２４）、（２５）および（２６）で表される。
【数２１】
2011013589.tif 000023
【数２２】
2011013589.tif 000024
【数２３】
2011013589.tif 000025
ここで、Ｉは、Ｕ相〜Ｗ相のコイル６３ｃ〜６３ｅをそれぞれ流れる電流Ｉｕ〜Ｉｗの振幅（最大値）である。
【０１４６】
また、これらの式（２４）〜（２６）より、Ｕ相コイル６３ｃに対する第１回転磁界のベクトルの電気角度位置θｍｆは、次式（２７）で表されるとともに、Ｕ相コイル６３ｃに対する第１回転磁界の電気角速度（以下「磁界電気角速度」という）ωｍｆは、次式（２８）で表される。
【数２４】
2011013589.tif 000026
【数２５】
2011013589.tif 000027
このため、磁界電気角速度ωｍｆ、第１および第２ロータ電気角速度ωｅ１，ωｅ２の間の関係をいわゆる共線図で表すと、例えば図１１のように表される。なお、同図および後述する他の速度共線図では、前述した図３に示す速度共線図と同様、値０を示す横線に交わる縦線は、各パラメータの角速度（回転数）を表すためのものであり、この横線から縦線上の白丸までの距離が、各パラメータの角速度（回転数）に相当する。
【０１４７】
さらに、Ｕ相〜Ｗ相のコイル６３ｃ〜６３ｅに電流Ｉｕ〜Ｉｗがそれぞれ流れることで第１および第２ロータ６４，６５に出力される機械的出力（動力）Ｗは、リラクタンス分を除くと、次式（２９）で表される。
【数２６】
2011013589.tif 000028
この式（２９）に上記の式（２１）〜（２６）を代入し、整理すると、次式（３０）が得られる。
【数２７】
2011013589.tif 000029
【０１４８】
また、この機械的出力Ｗと、前述した第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２と、第１および第２ロータ電気角速度ωｅ１，ωｅ２との関係は、次式（３１）で表される。
【数２８】
2011013589.tif 000030
これらの式（３０）および（３１）から明らかなように、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２は、次式（３２）および（３３）でそれぞれ表される。
【数２９】
2011013589.tif 000031
【数３０】
2011013589.tif 000032
【０１４９】
さらに、第１ステータ６３に入力された電力と機械的出力Ｗが互いに等しい（ただし、損失は無視）ことと、式（２８）および（３０）から、前述した第１駆動用等価トルクＴＳＥ１（第１ステータ６３に入力された電力および磁界電気角速度ωｍｆと等価のトルク）は、次式（３４）で表される。
【数３１】
2011013589.tif 000033
また、これらの式（３２）〜（３４）より、次式（３５）が得られる。
【数３２】
2011013589.tif 000034
この式（３５）で表されるトルクの関係、および式（２８）で表される電気角速度の関係は、遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤとキャリアにおけるトルクおよび回転数の関係とまったく同じである。
【０１５０】
さらに、前述したように、式（２８）の電気角速度の関係および式（３５）のトルクの関係は、ｂ＝ａ＋ｃおよびａ−ｃ≠０を条件として成立する。この条件ｂ＝ａ＋ｃは、第１磁石磁極の数をｐ、第１電機子磁極の数をｑとすると、ｂ＝（ｐ＋ｑ）／２、すなわち、ｂ／ｑ＝（１＋ｐ／ｑ）／２で表される。ここで、ｐ／ｑ＝ｍとすると、ｂ／ｑ＝（１＋ｍ）／２が得られることから明らかなように、上記のｂ＝ａ＋ｃという条件が成立していることは、第１電機子磁極の数と第１磁石磁極の数とコア６５ａの数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２であることを表す。また、上記のａ−ｃ≠０という条件が成立していることは、ｍ≠１．０であることを表す。
【０１５１】
以上から明らかなように、第１回転機６１は、その第１電機子磁極の数と第１磁石磁極の数とコア６５ａの数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されていれば、適正に作動するとともに、式（２８）に示す電気角速度の関係と、式（３５）に示すトルクの関係が成立する。本実施形態では、前述したように、第１電機子磁極が４個、第１磁石磁極が８個、コア６５ａが６個であり、すなわち、第１電機子磁極の数と、第１磁石磁極の数と、コア６５ａの数との比は、１：２：（１＋２）／２であり、したがって、第１回転機６１は、適正に作動するとともに、式（２８）に示す電気角速度の関係と、式（３５）に示すトルクの関係が成立する。
【０１５２】
次に、第１ステータ６３に入力された電力が、具体的にどのようにして動力に変換され、第１ロータ６４や第２ロータ６５から出力されるかについて説明する。まず、図１２〜図１４を参照しながら、第１ロータ６４を回転不能に保持した状態で第１ステータ６３に電力を入力した場合について説明する。なお、図１２〜図１４では、便宜上、複数の構成要素の符号を省略している。このことは、後述する他の図面においても同様である。また、理解の容易化のために、図１２〜図１４に示される同じ１つの第１電機子磁極およびコア６５ａに、ハッチングを付している。
【０１５３】
まず、図１２（ａ）に示すように、ある１つのコア６５ａの中心と、ある１つの永久磁石６４ａの中心が、周方向に互いに一致するとともに、そのコア６５ａから３つ目のコア６５ａの中心と、その永久磁石６４ａから４つ目の永久磁石６４ａの中心が、周方向に互いに一致した状態から、第１回転磁界を、同図の左方に回転するように発生させる。その発生の開始時においては、互いに同じ極性を有する１つおきの第１電機子磁極の位置を、中心がコア６５ａと一致している各永久磁石６４ａの中心と周方向に一致させるとともに、この第１電機子磁極の極性をこの永久磁石６４ａの第１磁石磁極の極性と異ならせる。
【０１５４】
前述したように第１ステータ６３による第１回転磁界が第１ロータ６４との間に発生することと、コア６５ａを有する第２ロータ６５が第１ステータ６３と第１ロータ６４の間に配置されていることから、第１電機子磁極および第１磁石磁極により、各コア６５ａは磁化される。このことと、隣り合う各コア６５ａの間に間隔が空いていることから、第１電機子磁極とコア６５ａと第１磁石磁極を結ぶような磁力線ＭＬが発生する。なお、図１２〜図１４では、便宜上、鉄芯６３ａや取付部６４ｂにおける磁力線ＭＬを省略している。このことは、後述する他の図面においても同様である。
【０１５５】
図１２（ａ）に示す状態では、磁力線ＭＬは、周方向の位置が互いに一致している第１電機子磁極、コア６５ａおよび第１磁石磁極を結び、かつ、これらの第１電機子磁極、コア６５ａおよび第１磁石磁極のそれぞれの周方向の各両側に隣り合う第１電機子磁極、コア６５ａおよび第１磁石磁極を結ぶように発生する。また、この状態では、磁力線ＭＬが直線状であることにより、コア６５ａには、周方向に回転させるような磁力は作用しない。
【０１５６】
そして、第１回転磁界の回転に伴って第１電機子磁極が図１２（ａ）に示す位置から図１２（ｂ）に示す位置に回転すると、磁力線ＭＬが曲がった状態になり、それに伴い、磁力線ＭＬが直線状になるように、コア６５ａに磁力が作用する。この場合、磁力線ＭＬで互いに結ばれた第１電機子磁極および第１磁石磁極を結ぶ直線に対して、磁力線ＭＬが、このコア６５ａにおいて第１回転磁界の回転方向（以下「磁界回転方向」という）と逆方向に凸に曲がった状態になるため、上記の磁力は、コア６５ａを磁界回転方向に駆動するように作用する。このような磁力線ＭＬによる磁力の作用により、コア６５ａは、磁界回転方向に駆動され、図１２（ｃ）に示す位置に回転し、コア６５ａが設けられた第２ロータ６５も、磁界回転方向に回転する。なお、図１２（ｂ）および（ｃ）における破線は、磁力線ＭＬの磁束量が極めて小さく、第１電機子磁極とコア６５ａと第１磁石磁極の間の磁気的なつながりが弱いことを表している。このことは、後述する他の図面においても同様である。
【０１５７】
また、第１回転磁界がさらに回転するのに伴い、上述した一連の動作、すなわち、「磁力線ＭＬがコア６５ａにおいて磁界回転方向と逆方向に凸に曲がる→磁力線ＭＬが直線状になるようにコア６５ａに磁力が作用する→コア６５ａおよび第２ロータ６５が、磁界回転方向に回転する」という動作が、図１３（ａ）〜（ｄ）、図１４（ａ）および（ｂ）に示すように、繰り返し行われる。以上のように、第１ロータ６４を回転不能に保持した状態で、第１ステータ６３に電力を入力した場合には、上述したような磁力線ＭＬによる磁力の作用によって、第１ステータ６３に入力された電力は動力に変換され、その動力が第２ロータ６５から出力される。
【０１５８】
また、図１５は、図１２（ａ）の状態から第１電機子磁極が電気角２πだけ回転した状態を示しており、図１５と図１２（ａ）の比較から明らかなように、コア６５ａは、第１電機子磁極に対して１／３の回転角度だけ、同方向に回転していることが分かる。この結果は、式（２８）において、ωｅ１＝０とすることによって、ωｅ２＝ωｍｆ／（α＋１）＝ωｍｆ／３が得られることと合致する。
【０１５９】
次に、図１６〜図１８を参照しながら、第２ロータ６５を回転不能に保持した状態で、第１ステータ６３に電力を入力した場合の動作について説明する。なお、図１６〜図１８では、理解の容易化のために、同じ１つの第１電機子磁極および永久磁石６４ａに、ハッチングを付している。まず、図１６（ａ）に示すように、前述した図１２（ａ）の場合と同様、ある１つのコア６５ａの中心と、ある１つの永久磁石６４ａの中心が、周方向に互いに一致するとともに、そのコア６５ａから３つ目のコア６５ａの中心と、その永久磁石６４ａから４つ目の永久磁石６４ａの中心が、周方向に互いに一致した状態から、第１回転磁界を、同図の左方に回転するように発生させる。その発生の開始時においては、互いに同じ極性を有する１つおきの第１電機子磁極の位置を、中心がコア６５ａと一致している各永久磁石６４ａの中心と周方向に一致させるとともに、この第１電機子磁極の極性をこの永久磁石６４ａの第１磁石磁極の極性と異ならせる。
【０１６０】
図１６（ａ）に示す状態では、図１２（ａ）の場合と同様、磁力線ＭＬは、周方向の位置が互いに一致している第１電機子磁極、コア６５ａおよび第１磁石磁極を結び、かつ、これらの第１電機子磁極、コア６５ａおよび第１磁石磁極のそれぞれの周方向の各両側に隣り合う第１電機子磁極、コア６５ａおよび第１磁石磁極を結ぶように発生する。また、この状態では、磁力線ＭＬが直線状であることにより、永久磁石６４ａには、周方向に回転させるような磁力は作用しない。
【０１６１】
そして、第１回転磁界の回転に伴って第１電機子磁極が図１６（ａ）に示す位置から図１６（ｂ）に示す位置に回転すると、磁力線ＭＬが曲がった状態になり、それに伴い、磁力線ＭＬが直線状になるように、永久磁石６４ａに磁力が作用する。この場合、この永久磁石６４ａが、磁力線ＭＬで互いに結ばれた第１電機子磁極およびコア６５ａの延長線上よりも磁界回転方向に進んだ位置にあるため、上記の磁力は、この延長線上に永久磁石６４ａを位置させるように、すなわち、永久磁石６４ａを磁界回転方向と逆方向に駆動するように作用する。このような磁力線ＭＬによる磁力の作用により、永久磁石６４ａは、磁界回転方向と逆方向に駆動され、図１６（ｃ）に示す位置に回転し、永久磁石６４ａが設けられた第１ロータ６４も、磁界回転方向と逆方向に回転する。
【０１６２】
また、第１回転磁界がさらに回転するのに伴い、上述した一連の動作、すなわち、「磁力線ＭＬが曲がり、磁力線ＭＬで互いに結ばれた第１電機子磁極およびコア６５ａの延長線上よりも、永久磁石６４ａが磁界回転方向に進んだ位置に位置する→磁力線ＭＬが直線状になるように永久磁石６４ａに磁力が作用する→永久磁石６４ａおよび第１ロータ６４が、磁界回転方向と逆方向に回転する」という動作が、図１７（ａ）〜（ｄ）、図１８（ａ）および（ｂ）に示すように、繰り返し行われる。以上のように、第２ロータ６５を回転不能に保持した状態で、第１ステータ６３に電力を入力した場合には、上述したような磁力線ＭＬによる磁力の作用によって、第１ステータ６３に入力された電力は動力に変換され、その動力が第１ロータ６４から出力される。
【０１６３】
また、図１８（ｂ）は、図１６（ａ）の状態から第１電機子磁極が電気角２πだけ回転した状態を示しており、図１８（ｂ）と図１６（ａ）の比較から明らかなように、永久磁石６４ａは、第１電機子磁極に対して１／２の回転角度だけ、逆方向に回転していることが分かる。この結果は、式（２８）において、ωｅ２＝０とすることによって、−ωｅ１＝ωｍｆ／α＝ωｍｆ／２が得られることと合致する。
【０１６４】
また、図１９および図２０は、第１電機子磁極、コア６５ａおよび第１磁石磁極の数を、値１６、値１８および値２０にそれぞれ設定し、第１ロータ６４を回転不能に保持するとともに、第１ステータ６３への電力の入力により第２ロータ６５から動力を出力した場合におけるシミュレーション結果を示している。図１９は、前述した第２ロータ電気角θｅ２が値０〜２πまで変化する間におけるＵ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗの推移の一例を示している。
【０１６５】
この場合、第１ロータ６４が回転不能に保持されていることと、第１電機子磁極および第１磁石磁極の極対数がそれぞれ値８および値１０であることと、式（２８）から、磁界電気角速度ωｍｆ、第１および第２ロータ電気角速度ωｅ１，ωｅ２の間の関係は、ωｍｆ＝２．２５・ωｅ２で表される。図１９に示すように、第２ロータ電気角θｅ２が値０〜２πまで変化する間に、Ｕ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗは、ほぼ２．２５周期分、発生している。また、図１９は、第２ロータ６５から見たＵ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗの変化状態を示しており、同図に示すように、これらの逆起電圧は、第２ロータ電気角θｅ２を横軸として、Ｗ相逆起電圧Ｖｃｗ、Ｖ相逆起電圧ＶｃｖおよびＵ相逆起電圧Ｖｃｕの順に並んでおり、このことは、第２ロータ６５が磁界回転方向に回転していることを表す。以上のような図１９に示すシミュレーション結果は、上述した式（２８）に基づくωｍｆ＝２．２５・ωｅ２の関係と合致する。
【０１６６】
さらに、図２０は、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の推移の一例を示している。この場合、第１電機子磁極および第１磁石磁極の極対数がそれぞれ、値８および値１０であることと、式（３５）から、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の間の関係は、ＴＳＥ１＝ＴＲ１／１．２５＝−ＴＲ２／２．２５で表される。図２０に示すように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、ほぼ−ＴＲＥＦに、第１ロータ伝達トルクＴＲ１は、ほぼ１．２５・（−ＴＲＥＦ）に、第２ロータ伝達トルクＴＲ２は、ほぼ２．２５・ＴＲＥＦになっている。このＴＲＥＦは所定のトルク値（例えば２００Ｎｍ）である。このような図２０に示すシミュレーション結果は、上述した式（３５）に基づくＴＳＥ１＝ＴＲ１／１．２５＝−ＴＲ２／２．２５の関係と合致する。
【０１６７】
また、図２１および図２２は、第１電機子磁極、コア６５ａおよび第１磁石磁極の数を図１９および図２０の場合と同様に設定し、第１ロータ６４に代えて第２ロータ６５を回転不能に保持するとともに、第１ステータ６３への電力の入力により第１ロータ６４から動力を出力した場合におけるシミュレーション結果を示している。図２１は、前述した第１ロータ電気角θｅ１が値０〜２πまで変化する間におけるＵ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗの推移の一例を示している。
【０１６８】
この場合、第２ロータ６５が回転不能に保持されていることと、第１電機子磁極および第１磁石磁極の極対数がそれぞれ値８および値１０であることと、式（２８）から、磁界電気角速度ωｍｆ、第１および第２ロータ電気角速度ωｅ１，ωｅ２の間の関係は、ωｍｆ＝−１．２５・ωｅ１で表される。図２１に示すように、第１ロータ電気角θｅ１が値０〜２πまで変化する間に、Ｕ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗは、ほぼ１．２５周期分、発生している。また、図２１は、第１ロータ６４から見たＵ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗの変化状態を示しており、同図に示すように、これらの逆起電圧は、第１ロータ電気角θｅ１を横軸として、Ｕ相逆起電圧Ｖｃｕ、Ｖ相逆起電圧ＶｃｖおよびＷ相逆起電圧Ｖｃｗの順に並んでおり、このことは、第１ロータ６４が磁界回転方向と逆方向に回転していることを表す。以上のような図２１に示すシミュレーション結果は、上述した式（２８）に基づくωｍｆ＝−１．２５・ωｅ１の関係と合致する。
【０１６９】
さらに、図２２は、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の推移の一例を示している。この場合にも、図２０の場合と同様、式（３５）から、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の間の関係は、ＴＳＥ１＝ＴＲ１／１．２５＝−ＴＲ２／２．２５で表される。図２２に示すように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、ほぼＴＲＥＦに、第１ロータ伝達トルクＴＲ１は、ほぼ１．２５・ＴＲＥＦに、第２ロータ伝達トルクＴＲ２は、ほぼ−２．２５・ＴＲＥＦになっている。このような図２２に示すシミュレーション結果は、上述した式（３５）に基づくＴＳＥ１＝ＴＲ１／１．２５＝−ＴＲ２／２．２５の関係と合致する。
【０１７０】
以上のように、第１回転機６１では、第１ステータ６３への電力の入力により第１回転磁界を発生させると、前述した第１磁石磁極とコア６５ａと第１電機子磁極を結ぶような磁力線ＭＬが発生し、この磁力線ＭＬによる磁力の作用によって、第１ステータ６３に入力された電力は動力に変換され、その動力が、第１ロータ６４や第２ロータ６５から出力されるとともに、上述したような電気角速度やトルクの関係が成立する。このため、第１ステータ６３に電力を入力していない状態で、第１および第２ロータ６４，６５の少なくとも一方に動力を入力することにより、この少なくとも一方のロータを第１ステータ６３に対して回転させると、第１ステータ６３において、発電が行われるとともに、第１回転磁界が発生し、この場合にも、第１磁石磁極とコア６５ａと第１電機子磁極を結ぶような磁力線ＭＬが発生するとともに、この磁力線ＭＬによる磁力の作用によって、式（２８）に示す電気角速度の関係と式（３５）に示すトルクの関係が成立する。
【０１７１】
すなわち、発電した電力および磁界電気角速度ωｍｆと等価のトルクを第１発電用等価トルクＴＧＥ１とすると、この第１発電用等価トルクＴＧＥ１、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の間にも、式（３５）のような関係が成立する。以上から明らかなように、本実施形態における第１回転機６１は、遊星歯車装置と一般的な１ロータタイプの回転機を組み合わせた装置と同じ機能を有する。
【０１７２】
また、第１回転機６１では、第１回転磁界の回転数（以下「第１磁界回転数」という）ＮＭＦ１と、第１ロータ６４の回転数（以下「第１ロータ回転数」という）ＮＲ１と、第２ロータ６５の回転数（以下「第２ロータ回転数」という）ＮＲ２の関係は、ｍ（第１磁石磁極の数ｐ／第１電機子磁極の数ｑ）≠１．０であれば、式（２８）を満たす限り、成立する。さらに、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１（第１発電用等価トルクＴＧＥ１）、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の間の関係は、ｐ／ｑ≠１．０であれば、式（３５）を満たす限り、成立する。したがって、これらの式（２８）および（３５）におけるα（＝ａ／ｃ）、すなわち、第１電機子磁極の極対数ｃに対する第１磁石磁極の極対数ａの比（以下「第１極対数比」という）を設定することによって、第１磁界回転数ＮＭＦ１、第１および第２ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ２の間の関係と、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１（第１発電用等価トルクＴＧＥ１）、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の間の関係を自由に設定でき、第１回転機６１の設計の自由度を高めることができる。以上の効果は、第１ステータ６３のコイル６３ｃ〜６３ｅの相数が前述した値３以外の場合にも同様に得られる。
【０１７３】
なお、本実施形態では、第１極対数比α＝２．０であるので、第１磁界回転数ＮＭＦ１、第１および第２ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ２の間の関係は、ＮＭＦ１＝３・ＮＲ２−２・ＮＲ１で表され、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１（第１発電用等価トルクＴＧＥ１）、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の間の関係は、ＴＳＥ１（ＴＧＥ１）＝ＴＲ１／２＝−ＴＲ２／３で表される。
【０１７４】
また、ＥＣＵ２は、第１ＰＤＵ３１およびＶＣＵ３３を制御することによって、第１ステータ６３に入力する電力と、電力の入力に伴って発生する第１回転磁界の第１磁界回転数ＮＭＦ１を制御する。さらに、ＥＣＵ２は、第１ＰＤＵ３１およびＶＣＵ３３を制御することによって、第１ステータ６３で発電する電力と、発電に伴って発生する第１回転磁界の第１磁界回転数ＮＭＦ１を制御する。
【０１７５】
また、第２回転機７１は、第１回転機６１と同様に構成されているので、以下、その構成および動作について簡単に説明する。図６および図２３に示すように、第２回転機７１は、第２ステータ７３と、第２ステータ７３に対向するように設けられた第３ロータ７４と、両者７３，７４の間に設けられた第４ロータ７５を有している。これらの第２ステータ７３、第４ロータ７５および第３ロータ７４は、径方向に、外側からこの順で並んでおり、同軸状に配置されている。
【０１７６】
上記の第２ステータ７３は、第２回転磁界を発生させるものであり、鉄芯７３ａと、この鉄芯７３ａに設けられたＵ相、Ｖ相およびＷ相のコイル７３ｂを有している。鉄芯７３ａは、複数の鋼板を積層した円筒状のものであり、軸線方向に延びており、ケースＣＡに固定されている。また、鉄芯７３ａの内周面には、１２個のスロット（図示せず）が形成されており、これらのスロットは、周方向に等間隔で並んでいる。上記のＵ相〜Ｗ相のコイル７３ｂは、スロットに分布巻き（波巻き）で巻回されている。Ｕ相〜Ｗ相のコイル７３ｂを含む第２ステータ７３は、前述した第２ＰＤＵ３２およびＶＣＵ３３を介して、バッテリ３４に電気的に接続されている。また、前述したように、第１および第２ＰＤＵ３１，３２は、互いに電気的に接続されている。以上のように、第１および第２ステータ６３，７３は、第１および第２ＰＤＵ３１，３２を介して、互いに電気的に接続されており、互いに電力を授受可能に構成されている。
【０１７７】
以上の構成の第２ステータ７３では、バッテリ３４から電力が入力され、Ｕ相〜Ｗ相のコイル７３ｂに電流が流れたときに、または、発電が行われたときに、鉄芯７３ａの第３ロータ７４側の端部に、４個の磁極が周方向に等間隔で発生するとともに、これらの磁極による第２回転磁界が周方向に回転する。以下、鉄芯７３ａに発生する磁極を「第２電機子磁極」という。また、周方向に隣り合う各２つの第２電機子磁極の極性は、互いに異なっている。
【０１７８】
第３ロータ７４は、８個の永久磁石７４ａ（２つのみ図示）から成る第２磁極列を有している。これらの永久磁石７４ａは、周方向に等間隔で並んでおり、この第２磁極列は、第２ステータ７３の鉄芯７３ａに対向している。各永久磁石７４ａは、軸線方向に延びており、その軸線方向の長さが、第２ステータ７３の鉄芯７３ａのそれと同じに設定されている。
【０１７９】
また、永久磁石７４ａは、リング状の取付部７４ｂの外周面に取り付けられている。この取付部７４ｂは、軟磁性体、例えば鉄または複数の鋼板を積層したもので構成されており、その内周面が、円板状のフランジ７４ｃの外周面に取り付けられている。このフランジ７４ｃは、第１回転軸４に一体に設けられている。以上により、永久磁石７４ａを含む第３ロータ７４は、第１回転機６１の第２ロータ６５とともに、クランク軸３ａに機械的に直結されている。さらに、上記のように軟磁性体で構成された取付部７４ｂの外周面に永久磁石７４ａが取り付けられているので、各永久磁石７４ａには、第２ステータ７３側の端部に、（Ｎ）または（Ｓ）の１つの磁極が現れる。また、周方向に隣り合う各２つの永久磁石７４ａの極性は、互いに異なっている。
【０１８０】
第４ロータ７５は、６個のコア７５ａ（２つのみ図示）から成る第２軟磁性体列を有している。これらのコア７５ａは、周方向に等間隔で並んでおり、この第２軟磁性体列は、第２ステータ７３の鉄芯７３ａと第３ロータ７４の第２磁極列との間に、それぞれ所定の間隔を隔てて配置されている。各コア７５ａは、軟磁性体、例えば複数の鋼板を積層したものであり、軸線方向に延びている。また、コア７５ａの軸線方向の長さは、永久磁石７４ａと同様、第２ステータ７３の鉄芯７３ａのそれと同じに設定されている。
【０１８１】
さらに、コア７５ａの第１回転機６１側の端部は、ドーナツ板状のフランジ７５ｂの外端部に、軸線方向に若干延びる筒状の連結部７５ｃを介して取り付けられている。このフランジ７５ｂは、前述した第２回転軸５に、一体に設けられている。これにより、コア７５ａを含む第４ロータ７５は、第１回転機６１の第１ロータ６４に機械的に直結されている。また、コア７５ａのエンジン３側の端部は、ドーナツ板状のフランジ７５ｄの外端部に、軸線方向に若干延びる筒状の連結部７５ｅを介して取り付けられている。このフランジ７５ｄには、前述した第１スプロケットＳＰ１が一体に設けられている。以上により、コア７５ａを含む第４ロータ７５は、第１ロータ６４とともに、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されている。
【０１８２】
以上のように、第２回転機７１では、第２電機子磁極が４個、永久磁石７４ａの磁極（以下「第２磁石磁極」という）が８個、コア７５ａが６個である。すなわち、第２電機子磁極の数と第２磁石磁極の数とコア７５ａの数との比は、第１回転機６１の第１電機子磁極の数と第１磁石磁極の数とコア６５ａの数との比と同様、１：２．０：（１＋２．０）／２に設定されている。また、第２電機子磁極の極対数に対する第２磁石磁極の極対数の比（以下「第２極対数比β」という）は、第１回転機６１の第１極対数比αと同様、値２．０に設定されている。以上のように、第２回転機７１は、第１回転機６１と同様に構成されているので、第１回転機６１と同じ機能を有している。
【０１８３】
すなわち、第２ステータ７３に入力された電力を動力に変換し、第３ロータ７４や第４ロータ７５から出力するとともに、第３ロータ７４や第４ロータ７５に入力された動力を電力に変換し、第２ステータ７３から出力する。また、そのような電力および動力の入出力中、第２回転磁界、第３および第４ロータ７４，７５が、前述した第１回転機６１に関する式（２８）に示すような回転数に関する共線関係を保ちながら回転する。すなわち、この場合、第２回転磁界の回転数（以下「第２磁界回転数ＮＭＦ２」という）、第３および第４ロータ７４，７５の回転数（以下、それぞれ「第３ロータ回転数ＮＲ３」「第４ロータ回転数ＮＲ４」という）の間には、次式（３６）が成立する。
ＮＭＦ２＝（β＋１）ＮＲ４−β・ＮＲ３
＝３・ＮＲ４−２・ＮＲ３                 ……（３６）
【０１８４】
また、第２ステータ７３に入力された電力および第２磁界回転数ＮＭＦ２と等価のトルクを第２駆動用等価トルクＴＳＥ２とすると、第２駆動用等価トルクＴＳＥ２、第３および第４ロータ７４，７５に伝達されるトルク（以下、それぞれ「第３ロータ伝達トルクＴＲ３」「第４ロータ伝達トルクＴＲ４」という）の間には、次式（３７）が成立する。
ＴＳＥ２＝ＴＲ３／β＝−ＴＲ４／（β＋１）
＝ＴＲ３／２＝−ＴＲ４／３               ……（３７）
【０１８５】
さらに、第２ステータ７３で発電した電力および第２磁界回転数ＮＭＦ２と等価のトルクを第２発電用等価トルクＴＧＥ２とすると、第２発電用等価トルクＴＧＥ２、第３および第４ロータ伝達トルクＴＲ３，ＴＲ４の間には、次式（３８）が成立する。以上のように、第２回転機７１は、第１回転機６１と同様、遊星歯車装置と一般的な１ロータタイプの回転機とを組み合わせた装置と同じ機能を有する。
ＴＧＥ２＝ＴＲ３／β＝−ＴＲ４／（１＋β）
＝ＴＲ３／２＝−ＴＲ４／３               ……（３８）
【０１８６】
また、ＥＣＵ２は、第２ＰＤＵ３２およびＶＣＵ３３を制御することによって、第２回転機７１の第２ステータ７３に入力される電力と、電力の入力に伴って第２ステータ７３で発生する第２回転磁界の第２磁界回転数ＮＭＦ２を制御する。さらに、ＥＣＵ２は、第２ＰＤＵ３２およびＶＣＵ３３を制御することによって、第２ステータ７３で発電する電力と、発電に伴って第２ステータ７３で発生する第２回転磁界の第２磁界回転数ＮＭＦ２を制御する。
【０１８７】
さらに、図７に示すように、ＥＣＵ２には、回転角センサ８１から、第１ステータ６３に対する第１ロータ６４の回転角度位置を表す検出信号が出力される。ＥＣＵ２は、検出された第１ロータ６４の回転角度位置に基づいて、第１ロータ回転数ＮＲ１を算出する。また、前述したように、第１ロータ６４および第４ロータ７５が互いに直結されているため、ＥＣＵ２は、検出された第１ロータ６４の回転角度位置に基づいて、第２ステータ７３に対する第４ロータ７５の回転角度位置を算出するとともに、第４ロータ回転数ＮＲ４を算出する。さらに、前述したように、第２および第３ロータ６５，７４がクランク軸３ａに直結されているため、ＥＣＵ２は、前述したクランク角センサ４１で検出されたクランク軸３ａの回転角度位置に基づいて、第１ステータ６３に対する第２ロータ６５の回転角度位置、および第２ステータ７３に対する第３ロータ７４の回転角度位置をそれぞれ算出するとともに、第２および第３ロータ回転数ＮＲ２，ＮＲ３をそれぞれ算出する。
【０１８８】
また、ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ４１、４４〜４６および８１からの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、エンジン３、第１および第２回転機６１，７１の動作を制御する。これにより、第１実施形態と同様、車両が、ＥＶクリープモードやＥＶ走行モードを含む各種の運転モードによって運転される。この場合、前述した第１実施形態との構成の相違から、これらの運転モードにおける動作が第１実施形態の場合と異なっているので、以下、この点について説明する。なお、以下の説明においても、第１実施形態の場合と同様、図２４に示すような速度共線図を用いることとする。まず、この速度共線図について説明する。
【０１８９】
動力装置５１における前述した各種の回転要素の間の連結関係から明らかなように、第２および第３ロータ回転数ＮＲ２，ＮＲ３は、互いに等しく、エンジン回転数ＮＥと等しい。また、第１および第４ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ４は、互いに等しく、遊星歯車装置ＰＳなどによる変速を無視すれば、駆動輪回転数ＮＤＷと等しい。さらに、第１磁界回転数ＮＭＦ１、第１および第２ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ２は、式（２８）で表されるような所定の共線関係にあり、第２磁界回転数ＮＭＦ２、第３および第４ロータ回転数ＮＲ３，ＮＲ４は、式（３６）で表される所定の共線関係にある。
【０１９０】
以上から、エンジン回転数ＮＥ、駆動輪回転数ＮＤＷ、第１および第２磁界回転数ＮＭＦ１，ＮＭＦ２の間の関係は、図２４に示すような１つの速度共線図で表される。以下、図２４を参照しながら、ＥＶクリープモードから順に説明する。
【０１９１】
［ＥＶクリープモード］
ＥＶクリープモード中、バッテリ３４から第１回転機６１の第１ステータ６３に電力を入力し、第１回転磁界を正転させるとともに、第２回転機７１の第３ロータ７４に後述するように伝達される動力を用いて、第２ステータ７３で発電を行う。また、発電した電力を、第１ステータ６３にさらに入力する。
【０１９２】
図２４から明らかなように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、第２および第３ロータ６５，７４に伝達され、両者６５，７４をクランク軸３ａとともに正転させる。また、第３ロータ７４にこのように伝達された動力を用いて、上述したように第２ステータ７３で発電が行われ、それに伴って第２回転磁界が発生する。この場合、第３ロータ７４が正転するとともに第４ロータ回転数ＮＲ４がほぼ値０であることから、この第２回転磁界は逆転する。さらに、第２ステータ７３での発電に伴って発生した第２発電用等価トルクＴＧＥ２は、逆転する第２回転磁界の第２磁界回転数ＮＭＦ２を低下させるように作用する。また、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、第２発電用等価トルクＴＧＥ２を反力として、クランク軸３ａに加え、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。それにより、駆動輪ＤＷ，ＤＷに正転させるトルクが作用する結果、駆動輪ＤＷ，ＤＷが非常に低い回転数で正転し、車両のクリープ運転が行われる。
【０１９３】
また、ＥＶクリープモード中、第１ステータ６３に入力される電力および第２ステータ７３で発電する電力を、駆動輪回転数ＮＤＷが非常に低くなるように、かつ、第１および第２磁界回転数ＮＭＦ１，ＮＭＦ２が高くならないように、制御する。このように第１および第２磁界回転数ＮＭＦ１，ＮＭＦ２を高くならないように制御するのは、次の理由による。すなわち、ＥＶクリープモード中、上述したように、第１回転機６１の動力の一部が、第２回転機７１に伝達され、第２回転機７１で電力に変換されるとともに、変換された電力が第１回転機６１に入力されることによって、再び動力として第１回転機６１から出力される。このように、ＥＶクリープモード中、第１および第２回転機６１，７１において、第１回転機６１から出力された動力の一部が第２回転機７１で電力に変換された状態で第１回転機６１に入力されることにより再び動力として第１回転機６１から出力される動力循環が発生するので、この動力循環による損失を抑制するためである。
【０１９４】
［ＥＶ発進モード］
ＥＶ発進モード中、ＥＶクリープモードの移行直後には、ＥＶクリープモードの場合と同様、バッテリ３４から第１ステータ６３に電力を入力し、第１回転磁界を正転させるとともに、第２ステータ７３で発電を行う。また、第１ステータ６３に入力される電力を増大させるとともに、逆転している第２回転磁界の第２磁界回転数ＮＭＦ２を値０になるように制御する。そして、第２磁界回転数ＮＭＦ２が値０になった後には、第１ステータ６３に加え、バッテリ３４から第２ステータ７３に電力を入力し、第２回転磁界を正転させる。図２５は、この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係を示している。
【０１９５】
図２５から明らかなように、第２駆動用等価トルクＴＳＥ２は、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１を反力として、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａに伝達される。換言すれば、第１および第２駆動用等価トルクＴＳＥ１，ＴＳＥ２を合成した合成トルクが、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａに伝達される。以上の第１および第２回転機６１，７１の動作の制御によって、第１および第２回転機６１，７１から駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される動力がＥＶクリープモードの場合よりも増大する結果、駆動輪回転数ＮＤＷが正転方向に上昇し、ひいては、車両が前方に発進する。
【０１９６】
［ＥＶ走行モード］
ＥＶ走行モードは、駆動輪回転数ＮＤＷにより定まる第１および第４ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ４が前述した所定値ＮＲＥＦ以上のときに、選択される。また、ＥＶ走行モード中、図２５に示すＥＶ発進モードの場合と同様、バッテリ３４から第１および第２ステータ６３，７３の双方に電力を入力するとともに、第１および第２回転磁界を正転させる。図２６は、ＥＶ走行モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係を示している。
【０１９７】
図２６から明らかなように、ＥＶ走行モード中、ＥＶ発進モードの場合と同様、第１および第２駆動用等価トルクＴＳＥ１，ＴＳＥ２を合成した合成トルクが、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａに伝達され、それにより、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａが引き続き正転する。また、図２６に示すように、ＥＶ走行モード中、第１磁界回転数ＮＭＦ１を、前述した所定値ＮＲＥＦになるように制御する。このことと、上述したように駆動輪回転数ＮＤＷにより定まる第１および第４ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ４が所定値ＮＲＥＦ以上のときにＥＶ走行モードを選択することによって、ＥＶ走行モード中、第２および第３ロータ回転数ＮＲ２，ＮＲ３がそれぞれ、第１および第４ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ４以下になる。
【０１９８】
また、上述したように第１磁界回転数ＮＭＦ１を所定値ＮＲＥＦになるように制御することから、第２磁界回転数ＮＭＦ２は、次式（３９）が成立するように制御される。
ＮＭＦ２＝｛（１＋α＋β）ＮＤＷ−β・ＮＲＥＦ｝／（１＋α）    ……（３９）
【０１９９】
さらに、第１および第２ステータ６３，７３に入力される電力を制御することによって、第１および第２駆動用等価トルクＴＳＥ１，ＴＳＥ２を、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されるトルクＴＤＤＷが要求トルクＴＲＥＱになるように制御する。この場合、エンジン３のフリクションＴＥＦが第２および第３ロータ６５，７４に作用することから、第１および第２ステータ６３，７３に入力される電力は、次式（４０）および（４１）がそれぞれ成立するように制御される。
ＴＳＥ１＝−｛β・ＴＲＥＱ＋（β＋１）ＴＥＦ｝／（β＋１＋α）  ……（４０）
ＴＳＥ２＝−｛（α＋１）ＴＲＥＱ＋α・ＴＥＦ｝／（α＋１＋β）  ……（４１）
【０２００】
また、以上の第２実施形態は、特許請求の範囲に記載された請求項４〜６および１２〜１５に係る発明に対応するものであり、第２実施形態における各種の要素と、請求項４〜６および１２〜１５に係る発明（以下、総称する場合「本発明２」という）の各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第２実施形態における駆動輪ＤＷ，ＤＷ、エンジン３およびクランク軸３ａが、本発明２における被駆動部、原動機および出力部にそれぞれ相当する。また、第２実施形態におけるＥＣＵ２、ＶＣＵ３３、第１および第２ＰＤＵ３１，３２が、本発明２における制御装置に相当する。
【０２０１】
さらに、第２実施形態における永久磁石６４ａおよび７４ａが、請求項４〜６に係る発明における第１および第２磁石にそれぞれ相当するとともに、第２実施形態におけるコア６５ａおよび７５ａが、請求項４〜６に係る発明における第１および第２軟磁性体にそれぞれ相当する。
【０２０２】
また、第２実施形態における第１および第２回転機６１，７１が、請求項１２〜１４に係る発明における電力動力入出力装置に相当するとともに、第２実施形態における第１および第２ステータ６３，７３が、請求項１２〜１４に係る発明における第１および第２回転磁界発生手段にそれぞれ相当する。さらに、第２実施形態における第２および第３ロータ６５，７４が、請求項１２〜１４に係る発明における第１要素に相当するとともに、第２実施形態における第１および第４ロータ６４，７５が、請求項１２〜１４に係る発明における第２要素に相当する。また、第２実施形態における第１磁界回転数ＮＭＦ１が、請求項１４に係る発明における第１回転磁界の回転数に相当する。さらに、第２実施形態における鉄芯６３ａおよびＵ相〜Ｗ相のコイル６３ｃ〜６３ｅが、請求項１５に係る発明における第１電機子列に相当するとともに、第２実施形態における鉄芯７３ａおよびＵ相〜Ｗ相のコイル７３ｂが、請求項１５に係る発明における第２電機子列に相当する。
【０２０３】
以上のように、第２実施形態によれば、ＥＶ走行モード中、バッテリ３４から第１および第２のステータ６３，７３の双方に電力が入力されることによって、第１および第２回転機６１，７１の双方から動力が出力される。このように、ＥＶ走行モード中、第１および第２回転機６１，７１において、前述した動力循環が発生しないように、第１および第２回転機６１，７１の動作が制御される。したがって、ＥＶ走行モードにおいて、動力循環による損失を防止でき、駆動輪ＤＷ，ＤＷを駆動する際の駆動効率を高めることができる。
【０２０４】
また、ＥＶ走行モード中、エンジン３のクランク軸３ａに直結された第２および第３ロータ６５，７４の第２および第３ロータ回転数ＮＲ２，ＮＲ３がそれぞれ、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結された第１および第４ロータ６４，７５の第１および第４ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ４以下になるように、第１および第２回転機６１，７１の動作が制御される。これにより、エンジン回転数ＮＥを比較的低い状態に保持できるので、第１および第２回転機６１，７１からクランク軸３ａに動力が無駄に伝達されるのを抑制でき、駆動効率をさらに高めることができる。
【０２０５】
さらに、ＥＶ走行モード中、第１磁界回転数ＮＭＦ１が値０よりも高くなるように、第１および第２回転機６１，７１の動作が制御されるので、第１回転機６１および第１ＰＤＵ３１の過熱を防止できるとともに、十分に大きな第１回転機６１の出力トルクを確保することができる。
【０２０６】
さらに、第１電機子磁極の数と第１磁石磁極の数とコア６５ａの数との比を、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）という条件を満たす範囲内で任意に設定することによって、第１回転磁界、第１および第２ロータ６４，６５の間における回転数の共線関係を自由に設定することができる。したがって、第１回転機６１の設計の自由度を高めることができる。同様に、第２回転機７１では、第２電機子磁極の数と第２磁石磁極の数とコア７５ａの数との比を、１：ｎ：（１＋ｎ）／２（ｎ≠１．０）という条件を満たす範囲内で任意に設定することによって、第２回転磁界、第３および第４ロータ７４，７５の間における回転数の共線関係を自由に設定することができる。したがって、第２回転機７１の設計の自由度を高めることができる。
【０２０７】
上記と同じ理由により、前述した第１極対数比αをより小さな値に設定することによって、共線図における第２ロータ回転数ＮＲ２を表す直線と、第１磁界回転数ＮＭＦ１を表す直線との間の距離を小さく設定することが可能であり、それにより、上述した効果、すなわち、駆動効率を高めながら、第１回転機６１および第１ＰＤＵ３１の過熱を防止できるとともに、十分に大きな第１回転機６１の出力トルクを確保することができるという効果を有効に得ることができる。
【０２０８】
なお、第２実施形態では、第２および第３ロータ６５，７４は、互いに直結されているが、クランク軸３ａに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよく、また、第１および第４ロータ６４，７５は、互いに直結されているが、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよい。また、第２実施形態では、第２および第３ロータ６５，７４を、クランク軸３ａに直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して、クランク軸３ａに機械的に連結してもよい。さらに、第２実施形態では、第１および第４ロータ６４，７５を、チェーンＣＨや差動装置ＤＧを介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結しているが、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に直結してもよい。
【０２０９】
次に、図２７を参照しながら、本発明の第３実施形態による動力装置９１について説明する。この動力装置９１は、第１実施形態と比較して、第２回転機２１および第２遊星歯車装置ＰＳ２に代えて、第２実施形態で述べた第２回転機７１が設けられている点が、主に異なっている。換言すれば、動力装置９１は、第２実施形態と比較して、第１回転機６１に代えて、第１実施形態で述べた第１回転機１１および  第１遊星歯車装置ＰＳ１が設けられている点が、主に異なっている。以下、動力装置９１について、第１および第２実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０２１０】
図２７に示すように、動力装置９１では、第１遊星歯車装置ＰＳ１の第１キャリアＣ１および第２回転機７１の第３ロータ７４が、互いに機械的に直結されるとともに、クランク軸３ａに機械的に直結されている。また、第１遊星歯車装置ＰＳ１の第１サンギヤＳ１および第２回転機７１の第４ロータ７５が互いに機械的に直結されるとともに、第１スプロケットＳＰ１や、遊星歯車装置ＰＳ、差動装置ＤＧなどを介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されている。さらに、第１回転機１１の第１ロータ１３が、第１遊星歯車装置ＰＳ１の第１リングギヤＲ１に機械的に直結されている。また、第１回転機１１の第１ステータ１２および第２回転機７１の第２ステータ７３が、第１および第２ＰＤＵ３１，３２を介して、互いに電気的に接続されており、互いに電力を授受可能に構成されている。
【０２１１】
また、図２８に示すように、ＥＣＵ２には、回転角センサ１０１から、第２ステータ７３に対する第４ロータ７５の回転角度位置を表す検出信号が出力される。ＥＣＵ２は、検出された第４ロータ７５の回転角度位置に基づいて、第４ロータ回転数ＮＲ４を算出する。
【０２１２】
また、ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ４１、４２、４４〜４６および１０１からの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、エンジン３、第１および第２回転機１１，７１の動作を制御する。これにより、第１および第２実施形態と同様、車両が、ＥＶクリープモードや、ＥＶ発進モード、ＥＶ走行モードを含む各種の運転モードによって運転される。この場合、上述した第１および第２実施形態との構成の相違から、これらの運転モードにおける動作が第１および第２実施形態の場合と異なっているので、以下、この点について説明する。なお、以下の説明においても、第１および第２実施形態の場合と同様、図２９に示すような速度共線図を用いることとする。まず、この速度共線図について説明する。
【０２１３】
動力装置９１における前述した各種の回転要素の間の連結関係から明らかなように、第１キャリアＣ１の回転数および第３ロータ回転数ＮＲ３は、互いに等しく、エンジン回転数ＮＥと等しい。また、第１サンギヤＳ１の回転数および第４ロータ回転数ＮＲ４は、互いに等しく、遊星歯車装置ＰＳなどによる変速を無視すれば、駆動輪回転数ＮＤＷと等しい。さらに、第１サンギヤＳ１、第１キャリアＣ１および第１リングギヤＲ１は、第１サンギヤＳ１および第１リングギヤＲ１の歯数によって定まる所定の共線関係にあり、第２磁界回転数ＮＭＦ２、第３および第４ロータ回転数ＮＲ３，ＮＲ４は、前記式（３６）で表される所定の共線関係にある。
【０２１４】
以上から、エンジン回転数ＮＥ、駆動輪回転数ＮＤＷ、第１回転機回転数ＮＭ１、および第２磁界回転数ＮＭＦ２の間の関係は、図２９に示すような１つの速度共線図で表される。以下、図２９を参照しながら、ＥＶクリープモードから順に説明する。
【０２１５】
［ＥＶクリープモード］
ＥＶクリープモード中、バッテリ３４から第１回転機１１の第１ステータ１２に電力を入力し、第１ロータ１３を正転させるとともに、第２回転機７１の第３ロータ７４に後述するように伝達される動力を用いて、第２ステータ７３で発電を行う。また、発電した電力を、第１ステータ１２にさらに入力する。
【０２１６】
図２９から明らかなように、第１力行トルクＴＭ１は、第１キャリアＣ１および第３ロータ７４に伝達され、両者Ｃ１，７４をクランク軸３ａとともに正転させる。また、第３ロータ７４にこのように伝達された動力を用いて、上述したように第２ステータ７３で発電が行われ、それに伴って第２回転磁界が発生する。この場合、第３ロータ７４が正転するとともに第４ロータ回転数ＮＲ４がほぼ値０であることから、この第２回転磁界は逆転する。さらに、第２ステータ７３での発電に伴って発生した第２発電用等価トルクＴＧＥ２は、逆転する第２回転磁界の第２磁界回転数ＮＭＦ２を低下させるように作用する。また、第１力行トルクＴＭ１は、第２発電用等価トルクＴＧＥ２を反力として、クランク軸３ａに加え、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。それにより、駆動輪ＤＷ，ＤＷに正転させるトルクが作用する結果、駆動輪ＤＷ，ＤＷが非常に低い回転数で正転し、車両のクリープ運転が行われる。
【０２１７】
また、ＥＶクリープモード中、第１ステータ１２に入力される電力および第２ステータ７３で発電する電力を、駆動輪回転数ＮＤＷが非常に低くなるように、かつ、第１回転機回転数ＮＭ１および第２磁界回転数ＮＭＦ２が高くならないように、制御する。このように第１回転機回転数ＮＭ１および第２磁界回転数ＮＭＦ２を高くならないように制御するのは、次の理由による。すなわち、ＥＶクリープモード中、上述したように、第１回転機１１の動力の一部が、第１遊星歯車装置ＰＳ１を介して、第２回転機７１に伝達され、第２回転機７１で電力に変換されるとともに、変換された電力が第１回転機１１に入力されることによって、再び動力として第１回転機１１から出力される。このように、ＥＶクリープモード中、第１および第２回転機１１，７１において、第１回転機１１から出力された動力の一部が第２回転機７１で電力に変換された状態で第１回転機１１に入力されることにより再び動力として第１回転機１１から出力される動力循環が発生するので、この動力循環による損失を抑制するためである。
【０２１８】
［ＥＶ発進モード］
ＥＶ発進モード中、ＥＶクリープモードからの移行直後には、ＥＶクリープモードの場合と同様、バッテリ３４から第１ステータ１２に電力を入力し、第１ロータ１３を正転させるとともに、第２ステータ７３で発電を行う。また、第１ステータ１２に入力される電力を増大させるとともに、逆転している第２回転磁界の第２磁界回転数ＮＭＦ２を値０になるように制御する。そして、第２磁界回転数ＮＭＦ２が値０になった後には、第１ステータ１２に加え、バッテリ３４から第２ステータ７３に電力を入力し、第２回転磁界を正転させる。図３０は、この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係を示している。
【０２１９】
図３０から明らかなように、第２駆動用等価トルクＴＳＥ２は、第１力行トルクＴＭ１を反力として、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａに伝達される。換言すれば、第１力行トルクＴＭ１および第２駆動用等価トルクＴＳＥ２を合成した合成トルクが、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａに伝達される。以上の第１および第２回転機１１，７１の動作の制御によって、第１および第２回転機１１，７１から駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される動力がＥＶクリープモードの場合よりも増大する結果、駆動輪回転数ＮＤＷが正転方向に上昇し、ひいては、車両が前方に発進する。
【０２２０】
［ＥＶ走行モード］
ＥＶ走行モードは、駆動輪回転数ＮＤＷにより定まる第１サンギヤＳ１の回転数および第４ロータ回転数ＮＲ４が所定値ＮＲＥＦ以上のときに、選択される。また、ＥＶ走行モード中、図３０に示すＥＶ発進モードの場合と同様、バッテリ３４から第１および第２ステータ１２，７３の双方に電力を入力するとともに、第１ロータ１３および第２回転磁界を正転させる。図３１は、ＥＶ走行モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係を示している。
【０２２１】
図３１から明らかなように、ＥＶ走行モード中、ＥＶ発進モードの場合と同様、第１力行トルクＴＭ１および第２駆動用等価トルクＴＳＥ２を合成した合成トルクが、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａに伝達され、それにより、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａが引き続き正転する。また、図３１に示すように、ＥＶ走行モード中、第１回転機回転数ＮＭ１を、所定値ＮＲＥＦになるように制御する。このことと、上述したように駆動輪回転数ＮＤＷにより定まる第１サンギヤＳ１の回転数および第４ロータ回転数ＮＲ４が所定値ＮＲＥＦ以上のときにＥＶ走行モードを選択することによって、ＥＶ走行モード中、第１キャリアＣ１および第３ロータ回転数ＮＲ３がそれぞれ、第１サンギヤＳ１および第４ロータ回転数ＮＲ４以下になる。
【０２２２】
また、上述したように第１回転機回転数ＮＭ１を所定値ＮＲＥＦになるように制御することから、第２磁界回転数ＮＭＦ２は、次式（４２）が成立するように制御される。
ＮＭＦ２＝｛（１＋Ｘ＋β）ＮＤＷ−β・ＮＲＥＦ｝／（１＋Ｘ）  ……（４２）
【０２２３】
さらに、第１および第２ステータ１２，７３に入力される電力を制御することによって、第１力行トルクＴＭ１および第２駆動用等価トルクＴＳＥ２を、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されるトルクＴＤＤＷが要求トルクＴＲＥＱになるように制御する。この場合、エンジン３のフリクションＴＥＦが第１キャリアＣ１および第３ロータ７４に作用することから、第１および第２ステータ１２，７３に入力される電力は、次式（４３）および（４４）がそれぞれ成立するように制御される。
ＴＭ１＝−｛β・ＴＲＥＱ＋（β＋１）ＴＥＦ｝／（β＋１＋Ｘ）  ……（４３）
ＴＳＥ２＝−｛（Ｘ＋１）ＴＲＥＱ＋Ｘ・ＴＥＦ｝／（Ｘ＋１＋β）  ……（４４）
【０２２４】
また、以上の第３実施形態は、特許請求の範囲に記載された請求項７〜９および１２〜１４に係る発明に対応するものであり、第３実施形態における各種の要素と、請求項７〜９および１２〜１４に係る発明（以下、総称する場合「本発明３」という）の各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第３実施形態における駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびエンジン３が、本発明３における被駆動部および原動機にそれぞれ相当する。また、第３実施形態におけるクランク軸３ａが、請求項７〜９に係る発明における第１出力部に、請求項１２〜１４に係る発明における出力部に、それぞれ相当する。さらに、第３実施形態におけるＥＣＵ２、ＶＣＵ３３、第１および第２ＰＤＵ３１，３２が、本発明３における制御装置に相当する。
【０２２５】
また、第３実施形態における第１ロータ１３が、請求項７〜９に係る発明における第２出力部に相当するとともに、第３実施形態における第１遊星歯車装置ＰＳ１、第１サンギヤＳ１、第１キャリアＣ１、および第１リングギヤＲ１が、請求項７〜９に係る発明における動力伝達機構、第１要素、第２要素、および第３要素にそれぞれ相当する。さらに、第３実施形態における第２ステータ７３、第３および第４ロータ７４，７５が、請求項７〜９に係る発明におけるステータ、第１および第２ロータにそれぞれ相当する。また、第３実施形態における永久磁石７４ａおよびコア７５ａが、請求項７〜９に係る発明における磁石および軟磁性体にそれぞれ相当する。
【０２２６】
さらに、第３実施形態における第１回転機１１、第１遊星歯車装置ＰＳ１および第２回転機７１が、請求項１２〜１４に係る発明における電力動力入出力装置に相当し、第３実施形態における第１および第２ステータ１２，７３が、請求項１２〜１４に係る発明における第１および第２回転磁界発生手段にそれぞれ相当する。また、第３実施形態における第１キャリアＣ１および第３ロータ７４が、請求項１２〜１４に係る発明における第１要素に相当するとともに、第３実施形態における第１サンギヤＳ１および第４ロータ７５が、請求項１２〜１４に係る発明における第２要素に相当する。さらに、第３実施形態における第１回転機回転数ＮＭ１が、請求項１４に係る発明における第１回転磁界の回転数に相当する。また、第３実施形態における鉄芯７３ａおよびＵ相〜Ｗ相のコイル７３ｂが、請求項１６に係る発明における電機子列に相当する。
【０２２７】
以上のように、第３実施形態によれば、ＥＶ走行モード中、バッテリ３４から第１および第２のステータ１２，７３の双方に電力が入力されることによって、第１および第２回転機１１，７１の双方から動力が出力される。このように、ＥＶ走行モード中、第１および第２回転機１１，７１において、前述した動力循環が発生しないように、第１および第２回転機１１，７１の動作が制御される。したがって、ＥＶ走行モードにおいて、動力循環による損失を防止でき、駆動輪ＤＷ，ＤＷを駆動する際の駆動効率を高めることができる。
【０２２８】
また、ＥＶ走行モード中、エンジン３のクランク軸３ａに直結された第１キャリアＣ１の回転数および第３ロータ７４の第３ロータ回転数ＮＲ３がそれぞれ、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結された第１サンギヤＳ１の回転数および第４ロータ７５の第４ロータ回転数ＮＲ４以下になるように、第１および第２回転機１１，７１の動作が制御される。これにより、エンジン回転数ＮＥを比較的低い状態に保持できるので、第１および第２回転機１１，７１からクランク軸３ａに動力が無駄に伝達されるのを抑制でき、駆動効率をさらに高めることができる。
【０２２９】
さらに、ＥＶ走行モード中、第１回転機回転数ＮＭ１が値０よりも高くなるように、第１および第２回転機１１，７１の動作が制御されるので、第１回転機１１および第１ＰＤＵ３１の過熱を防止できるとともに、十分に大きな第１回転機１１の出力トルクを確保することができる。さらに、第２実施形態と同様、第２回転機７１の設計の自由度を高めることができる。
【０２３０】
なお、第３実施形態では、第１キャリアＣ１および第３ロータ７４は、互いに直結されているが、クランク軸３ａに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよく、また、第１サンギヤＳ１および第４ロータ７５は、互いに直結されているが、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよい。また、第３実施形態では、第１キャリアＣ１および第３ロータ７４を、クランク軸３ａに直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して、クランク軸３ａに機械的に連結してもよい。
【０２３１】
さらに、第３実施形態では、第１サンギヤＳ１および第４ロータ７５を、チェーンＣＨや差動装置ＤＧを介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結しているが、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に直結してもよい。また、第３実施形態では、第１リングギヤＲ１を、第１ロータ１３に直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して、第１ロータ１３に機械的に連結してもよい。
【０２３２】
さらに、第３実施形態では、第１リングギヤＲ１を第１ロータ１３に、第１サンギヤＳ１を駆動輪ＤＷ，ＤＷに、それぞれ連結しているが、これらの連結関係を逆に、すなわち、第１リングギヤＲ１を駆動輪ＤＷ，ＤＷに、第１サンギヤＳ１を第１ロータ１３に、それぞれ連結してもよい。この場合において、当然のことながら、第１サンギヤＳ１と第１ロータ１３の間を、機械的に直結してもよく、あるいは、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを用いて機械的に連結してもよい。また、第１リングギヤＲ１を駆動輪ＤＷ，ＤＷに、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを用いて機械的に連結してもよく、あるいは、機械的に直結してもよい。
【０２３３】
次に、図３２を参照しながら、本発明の第４実施形態による動力装置１１１について説明する。この動力装置１１１は、第１実施形態と比較して、第１回転機１１および第１遊星歯車装置ＰＳ１に代えて、第２実施形態で述べた第１回転機６１が設けられている点が、主に異なっている。換言すれば、動力装置１１１は、第２実施形態と比較して、第２回転機７１に代えて、第１実施形態で述べた第２回転機２１および第２遊星歯車装置ＰＳ２が設けられている点が、主に異なっている。以下、動力装置１１１について、第１および第２実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０２３４】
図３２に示すように、動力装置１１１では、第１回転機６１の第２ロータ６５および第２遊星歯車装置ＰＳ２の第２サンギヤＳ２が、互いに機械的に直結されるとともに、クランク軸３ａに機械的に直結されている。また、第１回転機６１の第１ロータ６４および第２遊星歯車装置ＰＳ２の第２キャリアＣ２が互いに機械的に直結されるとともに、第１スプロケットＳＰ１や、遊星歯車装置ＰＳ、差動装置ＤＧなどを介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されている。さらに、第２回転機２１の第２ロータ２３が、第２遊星歯車装置ＰＳ２の第２リングギヤＲ２に機械的に直結されている。また、第１回転機６１の第１ステータ６３および第２回転機２１の第２ステータ２２が、第１および第２ＰＤＵ３１，３２を介して互いに電気的に接続されており、互いに電力を授受可能に構成されている。
【０２３５】
また、第１および第２実施形態と同様、ＥＣＵ２は、第２回転角センサ４３（図３３参照）によって検出された第２ロータ２３の回転角度位置に基づいて、第２回転機回転数ＮＭ２を算出する。さらに、ＥＣＵ２は、回転角センサ８１によって検出された第１ロータ６４の回転角度位置に基づいて、第１ロータ回転数ＮＲ１を算出する。また、クランク角センサ４１で検出されたクランク角度位置に基づいて、第２ロータ回転数ＮＲ２を算出する。
【０２３６】
また、ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ４１、４３〜４６および８１からの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、エンジン３、第１および第２回転機６１，２１の動作を制御する。これにより、第１〜第３実施形態と同様、車両が、ＥＶクリープモードや、ＥＶ発進モード、ＥＶ走行モードを含む各種の運転モードによって運転される。この場合、上述した第１〜第３実施形態との構成の相違から、これらの運転モードにおける動作が第１〜第３実施形態の場合と異なっているので、以下、この点について説明する。なお、以下の説明においても、第１〜第３実施形態の場合と同様、図３４に示すような速度共線図を用いることとする。まず、この速度共線図について説明する。
【０２３７】
動力装置１１１における前述した各種の回転要素の間の連結関係から明らかなように、第２ロータ回転数ＮＲ２および第２サンギヤＳ２の回転数は、互いに等しく、エンジン回転数ＮＥと等しい。また、第１ロータ回転数ＮＲ１および第２キャリアＣ２の回転数は、互いに等しく、遊星歯車装置ＰＳなどによる変速を無視すれば、駆動輪回転数ＮＤＷと等しい。さらに、第１磁界回転数ＮＭＦ１、第１および第２ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ２は、前記式（２８）で表されるような所定の共線関係にあり、第２サンギヤＳ２、第２キャリアＣ２および第２リングギヤＲ２の回転数は、第２サンギヤＳ２および第２リングギヤＲ２の歯数によって定まる所定の共線関係にある。
【０２３８】
以上から、エンジン回転数ＮＥ、駆動輪回転数ＮＤＷ、第１磁界回転数ＮＭＦ１、および第２回転機回転数ＮＭ２の間の関係は、図３４に示すような１つの速度共線図で表される。以下、図３４を参照しながら、ＥＶクリープモードから順に説明する。なお、図３４および後述する他の速度共線図では、第１回転機６１の第２ロータ６５と第２回転機２１の第２ロータ２３を識別するために、両者の符号をカッコ書きで示している。
【０２３９】
［ＥＶクリープモード］
ＥＶクリープモード中、バッテリ３４から第１回転機６１の第１ステータ６３に電力を入力し、第１回転磁界を正転させるとともに、第２回転機２１の第２ロータ２３に後述するように伝達される動力を用いて、第２ステータ２２で発電を行う。また、発電した電力を、第１ステータ６３にさらに入力する。
【０２４０】
図３４から明らかなように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、第２ロータ６５および第２サンギヤＳ２に伝達され、両者６５，Ｓ２をクランク軸３ａとともに正転させる。また、第２サンギヤＳ２に伝達された第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、第２キャリアＣ２に作用する駆動輪ＤＷ，ＤＷの負荷を反力として、第２リングギヤＲ２を介して第２ロータ２３に伝達され、第２ロータ２３を第２リングギヤＲ２とともに逆転させる。第２ロータ２３にこのように伝達された動力を用いて、上述したように第２ステータ２２で発電が行われ、それに伴って発生した第２発電トルクＴＧ２は、逆転する第２リングギヤＲ２を制動するように作用する。また、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、第２発電トルクＴＧ２を反力として、クランク軸３ａに加え、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。それにより、駆動輪ＤＷ，ＤＷに正転させるトルクが作用する結果、駆動輪ＤＷ，ＤＷが非常に低い回転数で正転し、車両のクリープ運転が行われる。
【０２４１】
また、ＥＶクリープモード中、第１ステータ６３に入力される電力および第２ステータ２２で発電する電力を、駆動輪回転数ＮＤＷが非常に低くなるように、かつ、第１磁界回転数ＮＭＦ１および第２回転機回転数ＮＭ２が高くならないように、制御する。このように第１磁界回転数ＮＭＦ１および第２回転機回転数ＮＭ２を高くならないように制御するのは、次の理由による。すなわち、ＥＶクリープモード中、上述したように、第１回転機６１の動力の一部が、第２遊星歯車装置ＰＳ２を介して、第２回転機２１に伝達され、第２回転機２１で電力に変換されるとともに、変換された電力が第１回転機６１に入力されることによって、再び動力として第１回転機６１から出力される。このように、ＥＶクリープモード中、第２遊星歯車装置ＰＳ２，第１および第２回転機６１，２１において、第１回転機６１から出力された動力の一部が第２回転機２１で電力に変換された状態で第１回転機６１に入力されることにより再び動力として第１回転機６１から出力される動力循環が発生するので、この動力循環による損失を抑制するためである。
【０２４２】
［ＥＶ発進モード］
ＥＶ発進モード中、ＥＶクリープモードからの移行直後には、ＥＶクリープモードの場合と同様、バッテリ３４から第１ステータ６３に電力を入力し、第１回転磁界を正転させるとともに、第２ステータ２２で発電を行う。また、第１ステータ６３に入力される電力を増大させるとともに、逆転している第２ロータ２３の第２回転機回転数ＮＭ２を値０になるように制御する。そして、第２回転機回転数ＮＭ２が値０になった後には、第１ステータ６３に加え、バッテリ３４から第２ステータ２２に電力を入力し、第２ロータ２３を正転させる。図３５は、この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係を示している。
【０２４３】
図３５から明らかなように、第２力行トルクＴＭ２は、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１を反力として、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａに伝達される。換言すれば、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１および第２力行トルクＴＭ２を合成した合成トルクが、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａに伝達される。以上の第１および第２回転機６１，２１の動作の制御によって、第１および第２回転機６１，２１から駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される動力がＥＶクリープモードの場合よりも増大する結果、駆動輪回転数ＮＤＷが正転方向に上昇し、ひいては、車両が前方に発進する。
【０２４４】
［ＥＶ走行モード］
ＥＶ走行モードは、駆動輪回転数ＮＤＷにより定まる第１ロータ回転数ＮＲ１および第２キャリアＣ２の回転数が前述した所定値ＮＲＥＦ以上のときに、選択される。また、ＥＶ走行モード中、図３５に示すＥＶ発進モードの場合、バッテリ３４から第１および第２ステータ６３，２２の双方に電力を入力するとともに、第１回転磁界および第２ロータ２３を正転させる。図３６は、ＥＶ走行モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係を示している。
【０２４５】
図３６から明らかなように、ＥＶ走行モード中、ＥＶ発進モードの場合と同様、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１および第２力行トルクＴＭ２を合成した合成トルクが、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａに伝達され、それにより、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびクランク軸３ａが引き続き正転する。また、図３６に示すように、ＥＶ走行モード中、第１磁界回転数ＮＭＦ１を、前述した所定値ＮＲＥＦになるように制御する。このことと、上述したように駆動輪回転数ＮＤＷにより定まる第１ロータ回転数ＮＲ１および第２キャリアＣ２の回転数が所定値ＮＲＥＦ以上のときにＥＶ走行モードを選択することによって、ＥＶ走行モード中、第２ロータ回転数ＮＲ２および第２サンギヤＳ２の回転数がそれぞれ、第１ロータ回転数ＮＲ１および第２キャリアＣ２の回転数以下になる。
【０２４６】
また、上述したように第１磁界回転数ＮＭＦ１を所定値ＮＲＥＦになるように制御することから、第２回転機回転数ＮＭ２は、次式（４５）が成立するように制御される。
ＮＭ２＝｛（１＋α＋Ｙ）ＮＤＷ−Ｙ・ＮＲＥＦ｝／（１＋α）  ……（４５）
【０２４７】
さらに、第１および第２ステータ６３，２２に入力される電力を制御することによって、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１および第２力行トルクＴＭ２を、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されるトルクＴＤＤＷが要求トルクＴＲＥＱになるように制御する。この場合、エンジン３のフリクションＴＥＦが第２ロータ６５および第２サンギヤＳ２に作用することから、第１および第２ステータ６３，２２に入力される電力は、次式（４６）および（４７）がそれぞれ成立するように制御される。
ＴＳＥ１＝−｛Ｙ・ＴＲＥＱ＋（Ｙ＋１）ＴＥＦ｝／（Ｙ＋１＋α）  ……（４６）
ＴＭ２＝−｛（α＋１）ＴＲＥＱ＋α・ＴＥＦ｝／（α＋１＋Ｙ）  ……（４７）
【０２４８】
また、以上の第４実施形態は、特許請求の範囲に記載された請求項７、１０、１１および１２〜１４に係る発明に対応するものであり、第３実施形態における各種の要素と、請求項７、１０，１１および１２〜１４に係る発明（以下、総称する場合「本発明４」という）の各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第４実施形態における駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびエンジン３が、本発明４における被駆動部および原動機にそれぞれ相当する。また、第４実施形態におけるクランク軸３ａが、請求項７、１０および１１に係る発明における第１出力部に、請求項１２〜１４に係る発明における出力部に、それぞれ相当する。さらに、第４実施形態におけるＥＣＵ２、ＶＣＵ３３、第１および第２ＰＤＵ３１，３２が、本発明４における制御装置に相当する。
【０２４９】
また、第４実施形態における第２回転機２１および第２ロータ２３が、請求項７、１０および１１に係る発明における第１回転機および第２出力部にそれぞれ相当するとともに、第４実施形態における第２遊星歯車装置ＰＳ２、第２サンギヤＳ２、第２キャリアＣ２、および第２リングギヤＲ２が、請求項７、１０および１１に係る発明における動力伝達機構、第１要素、第２要素、および第３要素にそれぞれ相当する。さらに、第４実施形態における第１回転機６１および第１ステータ６３が、請求項７、１０および１１に係る発明における第２回転機およびステータにそれぞれ相当する。また、第４実施形態における永久磁石６４ａおよびコア６５ａが、請求項７、１０および１１に係る発明における磁石および軟磁性体にそれぞれ相当する。
【０２５０】
さらに、第４実施形態における第１回転機６１、第２遊星歯車装置ＰＳ２および第２回転機２１が、請求項１２〜１４に係る発明における電力動力入出力装置に相当するとともに、第４実施形態における第１および第２ステータ６３，２２が、請求項１２〜１４に係る発明における第１および第２回転磁界発生手段にそれぞれ相当する。また、第４実施形態における第２ロータ６５および第２サンギヤＳ２が、請求項１２〜１４に係る発明における第１要素に相当するとともに、第４実施形態における第１ロータ６４および第２キャリアＣ２が、請求項１２〜１４に係る発明における第２要素に相当する。さらに、第４実施形態における第１磁界回転数ＮＭＦ１が、請求項１４に係る発明における第１回転磁界の回転数に相当する。また、第４実施形態における鉄芯６３ａおよびＵ相〜Ｗ相のコイル６３ｃ〜６３ｅが、請求項１６に係る発明における電機子列に相当する。
【０２５１】
以上のように、第４実施形態によれば、ＥＶ走行モード中、バッテリ３４から第１および第２のステータ６３，２２の双方に電力が入力されることによって、第１および第２回転機６１，２１の双方から動力が出力される。このように、ＥＶ走行モード中、第１および第２回転機６１，２１において、前述した動力循環が発生しないように、第１および第２回転機６１，２１の動作が制御される。したがって、ＥＶ走行モードにおいて、動力循環による損失を防止でき、駆動輪ＤＷ，ＤＷを駆動する際の駆動効率を高めることができる。
【０２５２】
また、ＥＶ走行モード中、エンジン３のクランク軸３ａに直結された第２ロータ６５の第２ロータ回転数ＮＲ２および第２サンギヤＳ２の回転数がそれぞれ、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結された第１ロータ６４の第１ロータ回転数ＮＲ１および第２キャリアＣ２の回転数以下になるように、第１および第２回転機６１，２１の動作が制御される。これにより、エンジン回転数ＮＥを比較的低い状態に保持できるので、第１および第２回転機６１，２１からクランク軸３ａに動力が無駄に伝達されるのを抑制でき、駆動効率をさらに高めることができる。
【０２５３】
さらに、ＥＶ走行モード中、第１磁界回転数ＮＭＦ１が値０よりも高くなるように、第１および第２回転機６１，２１の動作が制御されるので、第１回転機６１および第１ＰＤＵ３１の過熱を防止できるとともに、十分に大きな第１回転機６１の出力トルクを確保することができる。
【０２５４】
また、第２実施形態と同様、第１回転機６１の設計の自由度を高めることができる。それに加え、第１極対数比αをより小さな値に設定することによって、上述した効果、すなわち、駆動効率を高めながら、第１回転機６１および第１ＰＤＵ３１の過熱を防止できるとともに、十分に大きな第１回転機６１の出力トルクを確保することができるという効果を有効に得ることができる。
【０２５５】
なお、第４実施形態では、第２ロータ６５および第２サンギヤＳ２は、互いに直結されているが、クランク軸３ａに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよく、また、第１ロータ６４および第２キャリアＣ２は、互いに直結されているが、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよい。また、第４実施形態では、第２ロータ６５および第２サンギヤＳ２を、クランク軸３ａに直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して、クランク軸３ａに機械的に連結してもよい。
【０２５６】
さらに、第４実施形態では、第１ロータ６４および第２キャリアＣ２を、チェーンＣＨや差動装置ＤＧを介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結しているが、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に直結してもよい。また、第４実施形態では、第２リングギヤＲ２を、第２ロータ２３に直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して、第２ロータ２３に機械的に連結してもよい。
【０２５７】
さらに、第４実施形態では、第２リングギヤＲ２を第２ロータ２３に、第２サンギヤＳ２をクランク軸３ａに、それぞれ連結しているが、これらの連結関係を逆に、すなわち、第２リングギヤＲ２をクランク軸３ａに、第２サンギヤＳ２を第２ロータ２３に、それぞれ機械的に連結してもよい。この場合において、当然のことながら、第２サンギヤＳ２と第２ロータ２３の間を、機械的に直結してもよく、あるいは、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを用いて機械的に連結してもよい。また、第２リングギヤＲ２をクランク軸３ａに、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して機械的に連結してもよく、あるいは、機械的に直結してもよい。
【０２５８】
また、第１、第３および第４実施形態では、シングルピニオンタイプの第１および第２遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２を用いているが、互いの間で回転数に関する共線関係を保ちながら動力を伝達可能な第１〜第３要素を有する機構であれば、他の機構、例えばダブルピニオンタイプの遊星歯車装置、または差動装置ＤＧを用いてもよい。あるいは、遊星歯車装置のギヤに代えて、表面間の摩擦によって動力を伝達する複数のローラを有し、遊星歯車装置と同等の機能を有するような機構を用いてもよい。また、詳細な説明は省略するが、特開２００８−３９０４５に開示されるような複数の磁石や軟磁性体の組み合わせで構成された機構を用いてもよい。
【０２５９】
さらに、第１、第３および第４実施形態では、第１および第２回転機１１，２１は、同期型のＤＣモータであるが、入力された電力を動力に変換し、出力するとともに、入力された動力を電力に変換可能な装置であれば、他の装置、例えば、同期型または誘導機型のＡＣモータなどでもよい。
【０２６０】
また、第２および第４実施形態は、第１回転機６１における第１電機子磁極が４個、第１磁石磁極が８個、コア６５ａが６個であり、すなわち、第１電機子磁極の数と第１磁石磁極の数とコア６５ａの数との比が、１：２：１．５の例であるが、これらの数の比が１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）を満たすものであれば、第１電機子磁極、第１磁石磁極およびコア６５ａの数として、任意の数を採用可能である。さらに、第２および第４実施形態では、コア６５ａを鋼板で構成しているが、他の軟磁性体で構成してもよい。また、第２および第４実施形態では、第１ステータ６３および第１ロータ６４を、径方向の外側および内側にそれぞれ配置しているが、これとは逆に、径方向の内側および外側にそれぞれ配置してもよい。
【０２６１】
さらに、第２および第４実施形態では、第１ステータ６３、第１および第２ロータ６４，６５を径方向に並ぶように配置し、いわゆるラジアルタイプとして第１回転機６１を構成しているが、第１ステータ６３、第１および第２ロータ６４，６５を軸線方向に並ぶように配置し、いわゆるアキシャルタイプとして第１回転機６１を構成してもよい。また、第２および第４実施形態では、１つの第１磁石磁極を、単一の永久磁石６４ａの磁極で構成しているが、複数の永久磁石の磁極で構成してもよい。例えば、２つの永久磁石の磁極が第１ステータ６３側で近づき合うように、これらの２つの永久磁石を逆Ｖ字状に並べることにより、１つの第１磁石磁極を構成することによって、前述した磁力線ＭＬの指向性を高めることができる。さらに、第２および第４実施形態において、永久磁石６４ａに代えて、電磁石を用いてもよい。
【０２６２】
また、第２および第４実施形態では、コイル６３ｃ〜６３ｅを、Ｕ相〜Ｗ相の３相コイルで構成しているが、第１回転磁界を発生できれば、このコイルの相数はこれに限らず、任意である。さらに、第２および第４実施形態において、スロット６３ｂの数として、実施形態で示した以外の任意の数を採用してもよいことはもちろんである。また、第２および第４実施形態では、Ｕ相〜Ｗ相のコイル６３ｃ〜６３ｅをスロット６３ｂに分布巻きで巻回しているが、これに限らず、集中巻きでもよい。さらに、第２および第４実施形態では、スロット６３ｂや、永久磁石６４ａ、コア６５ａを等間隔に配置しているが、不等間隔に配置してもよい。
【０２６３】
以上の第１回転機６１に関する変形例は、第２および第３実施形態における第２回転機７１についても、同様に当てはまる。また、第２〜第４実施形態において、第１および第２回転機６１，７１は、各請求項に記載された機能を有する装置であれば、他の装置、例えば特開２００８−１７９３４４号公報に開示された回転機でもよい。
【０２６４】
また、第１〜第４実施形態（以下、総称して「実施形態」という）では、エンジン３、第１および第２回転機１１、６１、２１、７１を制御する制御装置を、ＥＣＵ２、ＶＣＵ３３、第１および第２ＰＤＵ３１，３２で構成しているが、マイクロコンピュータと電気回路の組み合わせで構成してもよい。さらに、実施形態では、バッテリ３４を用いているが、充電・放電可能な蓄電装置であれば、他の装置、例えばキャパシタでもよい。
【０２６５】
また、実施形態では、本発明の原動機としてのエンジン３は、ガソリンエンジンであるが、動力を出力可能な出力部を有する任意の原動機でもよい。例えば、ディーゼルエンジンや、クランク軸が鉛直方向に配置された船外機などのような船舶推進機用エンジンを含む様々な産業用の内燃機関でもよく、あるいは、外燃機関や、電動機、水車、風車、人力により駆動されるペダルなどでもよい。さらに、実施形態における各種の回転要素の間を連結する手段は、本発明における条件を満たす限り、任意に採用でき、例えば実施形態で述べたギヤに代えて、プーリなどを用いてもよい。また、実施形態は、本発明による動力装置１、５１、９１、１１１を、車両に適用した例であるが、例えば船舶や航空機に適用してもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２６６】
以上のように、本発明による動力装置は、互いに異なる複数の動力源を備えた動力装置において、ＥＶ運転モードにおける動力循環による損失を防止することにより被駆動部の駆動効率を高める上で有用である。
【符号の説明】
【０２６７】
１  動力装置
２  ＥＣＵ（制御装置）
３  エンジン（原動機）
３ａ  クランク軸（出力部、第１出力部）
１１  第１回転機（電力動力入出力装置）
１２  第１ステータ（第１回転磁界発生手段）
１３  第１ロータ（第２出力部）
２１  第２回転機（第１回転機、電力動力入出力装置）
２２  第２ステータ（ステータ、第２回転磁界発生手段）
２３  第２ロータ（第２出力部）
３１  第１ＰＤＵ（制御装置）
３２  第２ＰＤＵ（制御装置）
３３  ＶＣＵ（制御装置）
ＰＳ１  第１遊星歯車装置（動力伝達機構、電力動力入出力装置）
Ｓ１  第１サンギヤ（第３要素、第１要素、第２要素）
Ｃ１  第１キャリア（第２要素、第２要素、第１要素）
Ｒ１  第１リングギヤ（第１要素、第３要素）
ＰＳ２  第２遊星歯車装置（動力伝達機構、電力動力入出力装置）
Ｓ２  第２サンギヤ（第２要素、第１要素）
Ｃ２  第２キャリア（第３要素、第２要素）
Ｒ２  第２リングギヤ（第４要素、第３要素）
５１  動力装置
６１  第１回転機（第２回転機、電力動力入出力装置）
６３  第１ステータ（ステータ、第１回転磁界発生手段）
６３ａ  鉄芯（第１電機子列、電機子列）
６３ｃ  Ｕ相コイル（第１電機子列、電機子列）
６３ｄ  Ｖ相コイル（第１電機子列、電機子列）
６３ｅ  Ｗ相コイル（第１電機子列、電機子列）
６４  第１ロータ（第２要素）
６４ａ  永久磁石（第１磁石、磁石）
６５  第２ロータ（第１要素）
６５ａ  コア（第１軟磁性体、軟磁性体）
７１  第２回転機（電力動力入出力装置）
７３  第２ステータ（ステータ、第２回転磁界発生手段）
７３ａ  鉄芯（第２電機子列、電機子列）
７３ｂ  Ｕ相〜Ｗ相のコイル（第２電機子列、電機子列）
７４  第３ロータ（第１ロータ、第１要素）
７４ａ  永久磁石（第２磁石、磁石）
７５  第４ロータ（第２ロータ、第２要素）
７５ａ  コア（第２軟磁性体、軟磁性体）
９１  動力装置
１１１  動力装置
ＤＷ，ＤＷ  駆動輪（被駆動部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年11月29日(2011.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４４】
［ＥＶ走行モード］
ＥＶ走行モードは、駆動輪回転数ＮＤＷにより定まる第１ロータ回転数ＮＲ１および第２キャリアＣ２の回転数が前述した所定値ＮＲＥＦ以上のときに、選択される。また、ＥＶ走行モード中、図３５に示すＥＶ発進モードの場合と同様に、バッテリ３４から第１および第２ステータ６３，２２の双方に電力を入力するとともに、第１回転磁界および第２ロータ２３を正転させる。図３６は、ＥＶ走行モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係を示している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４８】
また、以上の第４実施形態は、特許請求の範囲に記載された請求項７、１０、１１および１２〜１４に係る発明に対応するものであり、第４実施形態における各種の要素と、請求項７、１０，１１および１２〜１４に係る発明（以下、総称する場合「本発明４」という）の各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第４実施形態における駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびエンジン３が、本発明４における被駆動部および原動機にそれぞれ相当する。また、第４実施形態におけるクランク軸３ａが、請求項７、１０および１１に係る発明における第１出力部に、請求項１２〜１４に係る発明における出力部に、それぞれ相当する。さらに、第４実施形態におけるＥＣＵ２、ＶＣＵ３３、第１および第２ＰＤＵ３１，３２が、本発明４における制御装置に相当する。
【国際調査報告】
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